一种新型甲烷化催化剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种新型甲烷化催化剂及其制备方法，目的在于解决目前耐高温甲烷化催化剂主要依靠进口，费用较高，而我国国内迫切需要此类耐高温甲烷化催化剂的问题，该催化剂包括活性组分、载体、第一助剂、第二助剂。本发明专利技术催化剂的原料、制备方法均与现有技术有显著区别，该催化剂能够用于煤制气高温高压生产合成天然气，及其它富含CO、CO2和H2气体的甲烷化制备。该催化剂包括活性组分、载体、第一助剂、第二助剂等，该催化剂适于煤制气高温高压生产合成天然气。其具有良好的高温活性、稳定性和抗积碳性，完全能够满足耐高温甲烷化催化剂的生产需要，对于该类催化剂的国产化，降低生产成本具有重要的意义。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了，目的在于解决目前耐高温甲烷化催化剂主要依靠进口，费用较高，而我国国内迫切需要此类耐高温甲烷化催化剂的问题，该催化剂包括活性组分、载体、第一助剂、第二助剂。本专利技术催化剂的原料、制备方法均与现有技术有显著区别，该催化剂能够用于煤制气高温高压生产合成天然气，及其它富含CO、CO2和H2气体的甲烷化制备。该催化剂包括活性组分、载体、第一助剂、第二助剂等，该催化剂适于煤制气高温高压生产合成天然气。其具有良好的高温活性、稳定性和抗积碳性，完全能够满足耐高温甲烷化催化剂的生产需要，对于该类催化剂的国产化，降低生产成本具有重要的意义。【专利说明】
本专利技术涉及化工领域，尤其是煤化工领域，具体为。
技术介绍
随着我国经济的快速发展，对于能源的需求日益增长，我国天然气市场进入快速发展期。2012年，我国天然气进口量(含液化天然气)为425亿立方米，较2011年同比增长31.1%，天然气对外依存度达28.9%，比2011年增加5个百分点；2015年，我国国内天然气需求量将达到2000亿Nm3，市场缺口约400亿Nm3 ;在2016~2020年期间，天然气需求增速将保持在年平均8%左右，且到2020年，天然气需求量可望超过3000亿Nm3，市场缺口将达到900亿Nm3，届时将有40%的天然气依赖进口。针对天然气需求量日益增长的情况，我国迫切需要增加天然气的产量，以减少对进口天然气的依赖。与石油等能源相比，我国煤储量相对丰富，因此，利用煤制天然气或合成气具有广阔的前景。煤制天然气的能源转化效率 较高，可达50%，其比煤间接液化(转化效率为32%)和煤直接液化(转化效率为38%)的效率都高，从能量利用角度出发，煤制天然气是利用煤炭的一种较好的利用途径。利用高温绝热工艺进行甲烷化工艺设计的能量利用率高，也是目前主流的工艺技术，结合该技术，目前国外托普索公司、戴维公司具有成熟的高温甲烷化催化剂技术。目前，该类催化剂主要依靠进口，相应的许可费用较高，而国内尚无工业化应用的催化剂。因此，国内迫切需要此类耐高温甲烷化催化剂。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的在于:针对目前耐高温甲烷化催化剂主要依靠进口，费用较高，而我国国内迫切需要此类耐高温甲烷化催化剂的问题，提供。本专利技术催化剂的原料、制备方法均与现有技术有显著区别，该催化剂能够用于煤制气高温高压生产合成天然气，及其它富含C0、C02和H2气体的甲烷化制备。该催化剂包括活性组分、载体、第一助剂、第二助剂等，该催化剂适于煤制气高温高压生产合成天然气。其具有良好的高温活性、稳定性和抗积碳性，完全能够满足耐高温甲烷化催化剂的生产需要，对于该类催化剂的国产化，降低生产成本，具有重要的意义。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案: 一种新型甲烷化催化剂，包括活性组分、载体、第一助剂、第二助剂，以Ni为活性组分，以Al2O3为载体,第一助剂为镧、铈、钐的氧化物中的一种,第二助剂为镁、锰、铁、锆的氧化物中的一种或几种；活性组分、载体、第一助剂、第二助剂均以氧化物的形式存在于该催化剂中。以氧化态计，活性组分的质量百分比为15~55%，第一助剂的质量百分比为I~6%，第二助剂的质量百分比为3~15%，余量为载体。以氧化态计，活性组分的质量百分比为25~45%，第一助剂的质量百分比为2~5%，第二助剂的质量百分比为7~11%，余量为载体。所述第一助剂为镧的氧化物。前述新型甲烷化催化剂的制备方法，包括如下步骤: (1)制备还原溶液:将还原剂溶于水中,得还原溶液； (2)制备原料液:分别取硝酸镍、硝酸铝、第一金属盐、第二金属盐，将硝酸镍、硝酸铝、第一金属盐、第二金属盐与水混合均匀，得原料液； (3)混合反应:将还原溶液加入等体积的原料液中，搅拌均匀，得溶液一，再在剧烈搅拌下，向溶液一中加入与溶液一等体积的碱性溶液，得溶液二，将溶液二转移至反应釜中，将反应釜密封后，放入烘箱中，将烘箱内的温度升温至10(T20(TC，恒温l(Tl5h后，冷却至室温，最后将反应釜从烘箱中取出； (4)后处理:将从烘箱中取出的反应釜内的反应产物过滤、洗涤至pH值至6~7，得洗涤物，将洗涤物在80~120 V下干燥4~30h后，再在300~550 V下焙烧2~12h，即得新型甲烷化催化剂； 所述步骤I中，还原剂为甲醛、水合肼、次亚磷酸钠、抗坏血酸中的一种；所述还原溶液中，溶质的质量浓度为10(Tl50g/L ； 所述步骤2中，第一金属盐为硝酸镧、硝酸铈、硝酸钐中的一种，第二金属盐为硝酸镁、硝酸锰、硝酸铁、硝酸锆中的一种或几种； 所述原料液中，以镍离子计，每升原料液中含有0.15^0.55mol镍离子；以铝离子计，每升原料液中含有0.25、.60mol ；以第一金属盐的金属离子计，每升原料液中含有0.003^0.015mol第一金属盐的金属`离子；以第二金属盐的金属离子计，每升原料液中含有0.005^0.030mol第一金属盐的金属离子； 所述步骤3中，碱性溶液由碳酸钠、氢氧化钠、碳酸钾、碳酸铵、尿素、氨水中的一种与水混合而成，所述碱性溶液中，溶质的质量浓度为15-50g/L。所述步骤I中，还原剂为水合肼，还原溶液中的水合肼的质量浓度为1.(Tl.5g/L。所述步骤3中，碱性溶液由氢氧化钠与水混合而成，每升碱性溶液中，添加的氢氧化钠的质量为25g。所述步骤3中，将反应釜密封后，放入烘箱中，将烘箱内的温度升温至150°C，恒温12h后，冷却至室温，最后将反应釜从烘箱中取出 所述步骤4中，将洗涤物在100°C下干燥12h后，再在400°C下焙烧4h，即得新型甲烷化催化剂。前述新型甲烷化催化剂的成型颗粒，包括如下重量份数比的组分: 新型甲烷化催化剂100份， 粘合剂8-12份， 润滑剂2-5份， 水8-12份。所述粘合剂为铝酸钙，所述润滑剂为石墨。前述成型颗粒的制备方法，包括如下步骤:按配比称取各组分，混合均匀，压片成型，即可。针对前述问题，本专利技术公开了。该催化剂包括活性组分、载体、第一助剂、第二助剂。本专利技术的催化剂具有良好的高温活性、稳定性和抗积碳性，完全能够满足耐高温甲烷化催化剂的生产需要，对于该类催化剂的国产化，降低生产成本，具有重要的意义。同时，本专利技术还提供前述新型甲烷化催化剂的制备方法，该方法通过还原溶液作用于活性组分、第一助剂、第二助剂的溶液中，再通过碱溶液调节PH值，高温反应、干燥、焙烧，制成催化剂。并通过催化剂、粘合剂、润滑剂的相互配合，制成成型颗粒。通过实验验证，本专利技术具有如下有益效果:(1)本专利技术催化剂的使用温度为240?680°C，适用于高温甲烷化工艺，有利于提高能量利用率；(2)本专利技术的催化剂高温稳定性好，抗水汽侵蚀能力强，经IOOOh寿命实验考查，催化剂的高温活性稳定；(3)本专利技术催化剂中的第一助剂、第二助剂有利于活性组分的分散，提高催化剂的抗烧结能力；(4)本专利技术的制备方法使活性组分镍与第一助剂、第二助剂高度分散、均匀结合，有利于提高催化剂在高温条件下的稳定性。【具体实施方式】本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型甲烷化催化剂，其特征在于，包括活性组分、载体、第一助剂、第二助剂，以Ni为活性组分，以Al2O3为载体，第一助剂为镧、铈、钐的氧化物中的一种，第二助剂为镁、锰、铁、锆的氧化物中的一种或几种；活性组分、载体、第一助剂、第二助剂均以氧化物的形式存在于该催化剂中，以氧化态计，活性组分的质量百分比为15～55%，第一助剂的质量百分比为1～6%，第二助剂的质量百分比为3～15%，余量为载体。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄虎龙，刘玉成，宋鹏飞，冯雅晨，王秀林，何洋，张瑜，郑珩，陈海平，张新波，
申请(专利权)人：中国海洋石油总公司，中海石油气电集团有限责任公司，西南化工研究设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：