[发明专利]一种甲烷干气重整催化剂及其制备方法

摘要

本发明的提供了一种甲烷干气重整催化剂，在金属Ni上引入金属M和N，形成金属活性组分Ni‑M‑N，所述金属M选自Co、Fe、Cu、Ru、Rh中的任意一种，所述金属N选自Mg、Ca、Ba、Na、K中的任意一种；所述金属活性组分负载在一载体上形成甲烷干气重整催化剂，所述金属Ni的质量占载体质量的1％‑20％，所述金属M的质量占载体质量的0.1％‑20％，所述金属N的质量占载体质量的1％‑20％，所述甲烷干气重整催化剂的寿命≥1000h。通过本发明的制备方法，可大大提高甲烷干气重整催化剂的高温反应活性，耐高温能力强，使甲烷干气重整催化剂的寿命有了大幅度的提高。

主权项

1.一种甲烷干气重整催化剂的制备方法，其特征在于，所述甲烷干气重整催化剂在金属Ni上引入金属M和N，形成金属活性组分Ni-M-N，所述金属M选自Co，所述金属N选自Mg、Ca、Ba、Na、K中的任意一种；/n所述金属活性组分负载在一载体上形成甲烷干气重整催化剂，所述载体选自Al₂O₃、SiO₂、ZrO₂、La₂O₃、CeO₂、MgO、镁铝尖晶石中的一种或多种；所述金属Ni的质量占载体质量的1％-20％，所述金属M的质量占载体质量的0.1％-20％，所述金属N的质量占载体质量的1％-20％；/n通过甲烷干气重整反应对所述甲烷干气重整催化剂进行性能测试，甲烷干气重整反应在固定床反应器中进行，具体步骤包括：将甲烷干气重整催化剂加入固定床反应器中，同时通入CO₂和CH₄与甲烷干气重整催化剂接触，所述CO₂和CH₄的流量相同，所述CO₂和CH₄的流量为60～100mL /min，反应温度为400～1000℃；/n所述甲烷干气重整催化剂的寿命为1000h～3000h，在甲烷干气重整催化剂的寿命为1000h～3000h时，甲烷干气重整反应中，CH₄转化率为85％-96％，CO₂转化率为85％-97％；/n采用浸渍法制备甲烷干气重整催化剂，所述制备方法至少包括以下步骤：/n步骤1，称取水溶性镍盐、金属M的可溶性盐、金属N的可溶性盐，溶于去离子水中配置成溶液；所述金属M的可溶性盐选自硝酸钴、醋酸钴、氯化钴、硫酸钴的可溶性化合物中的其中一种；/n步骤2，称取载体于一个烧杯中，在搅拌下将步骤1中配置的溶液滴入到载体中，完成后在室温下搅拌12～72h，得到催化剂前驱体；/n步骤3，将步骤2中得到的催化剂前驱体在烘箱中干燥，干燥温度为60～120℃，干燥时间为1～48h，将干燥后的催化剂前驱体在马弗炉中煅烧，煅烧温度为150～800℃，煅烧时间为1～48h；将煅烧后的催化剂前驱体和石英砂混合均匀，加入固定床反应器中，所述催化剂前驱体和石英砂质量比为1:1～1:20，持续升温，升温速率为0.5～10℃/min，升温至400～1000℃后通入水蒸气，水蒸气处理时间为0.5～48h；/n步骤4，催化剂前驱体的还原：将步骤3中得到的催化剂前驱体和石英砂混合均匀，加入固定床反应器中，所述催化剂前驱体和石英砂的质量比为1:1～1:20；同时通入H₂进行还原，通入H₂的流量为10～200mL /min，还原温度为400～1000℃，还原时间为0.5～4h；生成金属Ni和金属M、金属N的合金Ni-M-N，所述合金Ni-M-N负载在载体上，得到甲烷干气重整催化剂。/n