一种复合型宽温甲烷化催化剂的制备方法

摘要

一种复合型宽温甲烷化催化剂的制备方法，所述复合型宽温甲烷化催化剂由NiO、La₂O₃、Zr0₂、CeO₂、CaO、MgO、Al₂O₃和石墨组成，制备步骤如下：以Mg为结构助剂，Na₂CO₃、NaOH为沉淀剂，制备多孔载体；采用稀土助剂La、Zr和Ce对所述多孔载体进行改性；将改性后的多孔载体在过量活性组分镍的盐溶液中浸渍形成催化剂Ⅰ；将催化剂Ⅰ过滤、烘干、焙烧后继续在镍的盐溶液中浸渍形成悬浊液；将所述悬浊液加热沉淀，沉淀物过滤、烘干、焙烧，冷却后粉碎即得纳米级的复合型宽温甲烷化催化剂，本发明制备的甲烷化催化剂起活温度低，抗积碳能力强，高温条件下同样具有较高的甲烷化活性，适用于250℃-700℃的工况条件下的合成气制天然气，且催化活性稳定。

主权项

一种复合型宽温甲烷化催化剂的制备方法，所述复合型宽温甲烷化催化剂的质量组份为：NiO 30％‑60％、La₂O₃ 1％‑10％、ZrO₂ 0.5％‑5％、CeO₂ 0.2‑2％、CaO 1％‑5％、MgO 1％‑5％、Al₂O₃ 30％‑65％、石墨1％‑2％；其特征在于，包括如下步骤：以Mg为结构助剂，Na₂CO₃、NaOH为沉淀剂，制备多孔载体，过程如下：将质量比为(5～20)：1的硝酸铝与硝酸镁加水配制成金属离子总当量浓度为0.1‑0.15mol/L的溶液，搅拌均匀，加热到80℃，然后逐滴加入到Na离子总当量浓度为0.15‑0.25mol/L且Na₂CO₃和NaOH的质量比为(0.4～2.4)：1的混合碱溶液中，待溶液pH值达到7.0时，停止滴加，生成的沉淀物用去离子水过滤洗涤5次，将滤饼在80‑120℃下真空烘干4‑6小时，在管式炉中氮气保护气氛下450‑750℃焙烧4‑6小时，冷却后粉碎至200±20目制备出多孔载体；采用稀土助剂La、Zr和Ce对所述多孔载体进行改性；将改性后的多孔载体在过量活性组分镍的盐溶液中浸渍形成催化剂Ⅰ；将催化剂Ⅰ过滤、烘干、焙烧后继续在镍的盐溶液中浸渍形成悬浊液；将所述悬浊液加热沉淀，沉淀物过滤、烘干、焙烧，冷却后粉碎即得纳米级的复合型宽温甲烷化催化剂，具体包括如下步骤：将所述悬浊液搅拌均匀，通过蠕动泵逐滴加入到Na离子总当量浓度为0.15mol/L且Na₂CO₃和NaOH的质量比为1:(0.5～2.5)的混合碱溶液中，将混合物加热到温度30‑80℃，待溶液pH值达到7.0时，停止滴加，在60℃‑80℃下继续搅拌老化10‑20h，生成的沉淀物用去离子水过滤洗涤5次，将滤饼在80‑120℃下真空烘干4‑6小时，在管式炉中氮气保护气氛下450‑550℃焙烧4‑6小时，冷却后粉碎至200±20目制备出纳米级的复合型宽温甲烷化催化剂；在所述制备的纳米级催化剂中加入0.1‑0.5mol/L的稀硝酸5‑10ml做粘合剂以便于成型，添加催化剂质量的0.1‑0.2％田菁粉、1％‑5％的CaO和1％‑2％的石墨，通过挤条制备出成型的复合型宽温甲烷化催化剂。