一种低温高活性甲烷化催化剂及其制备方法

摘要

本发明公开了一种低温高活性甲烷化催化剂及其制备方法。该催化剂以金属镍为活性组分，Al₂O₃为载体，MgO为结构助剂，并添加适量的氧化镧和氧化锰作为活性助剂；其主要组分质量百分比分别为：NiO：18%～45%，Al₂O₃：40%～70%，MgO：5%～30%，La₂O₃：0.4%～5%，MnO₂：0.1%～5%。本发明催化剂具有比表面大、镍分散性均匀、热稳定性好、抗氧化性强、活性温度低和适应低氢碳比等优点。可适用于焦炉气、煤制合成气、兰炭尾气等富含CO、CO₂、H₂的工业气体甲烷化制LNG中，尤其适用于低温段的甲烷化反应，能有效提高合成天然气的品质。同时，本发明还提供该催化剂的制备方法，该法工艺流程简单，易于实现工业化生产。

主权项

一种低温高活性甲烷化催化剂，其特征在于，该催化剂包括活性组分、载体、结构助剂和活性助剂，其中：镍为活性组分，Al₂O₃为载体，MgO为结构助剂，稀土金属镧和金属锰作为活性助剂；活性组分镍以NiO的形式存在于该催化剂中，镧和锰分别以La₂O₃和MnO₂的形式存在于该催化剂中；各组分的质量百分比为：NiO       18%～45%，Al₂O₃      40%～70%，MgO       5%～30%，La₂O₃       0.4%～5%，MnO₂       0.1%～5%；所述催化剂采用包括如下步骤的方法制备而成：（1）助剂沉淀：按催化剂成品中载体、活性组分、结构助剂、活性助剂的配比分别称取相应的Al₂O₃载体、Ni(NO₃)₂·6H₂O、镁盐、镧盐、锰盐，以镧盐和锰盐为活性助剂盐，将称取的Al₂O₃载体、镁盐倒入第一恒温反应釜内，再加水配制成混浊液，将第一恒温反应釜内的混浊液均匀加热至60℃～90℃，不断搅拌混浊液并向混浊液中缓慢加入沉淀剂，恒温反应2h～3h，待混浊液的pH值为6.5～7.5时，停止反应，得第一沉淀混合物，再将第一沉淀混合物过滤，将过滤后的滤浆放入高压反应釜中，在180℃～220℃下处理10h～25h，得载体中间物，并将载体中间物洗涤至中性；（2）活性组分负载：将称取的Ni(NO₃)₂·6H₂O倒入第二反应釜中，再向第二反应釜中加水，并搅拌升温至60℃～90℃，配置成密度为1.0g/ml～1.5g/ml的硝酸镍溶液，再将活性助剂盐倒入第二反应釜中，形成混合溶液，然后将步骤1洗涤至中性的载体中间物倒入混合溶液中，恒温搅拌0.5h～1h，再向混合溶液中缓慢加入沉淀剂进行沉淀反应，沉淀反应时间为1h～5h，待第二反应釜内溶液的pH值为6.5～7.5时，停止反应，得第二沉淀混合物，将第二沉淀混合物依次经过滤、洗涤至中性、干燥后，再在400℃～500℃下煅烧，过筛，得到粉状催化剂；（3）成型：向步骤2得到的粉状催化剂中加入其质量5%～15%的水和3%～5%的润滑剂，混合均匀后，压制成型，即得到低温高活性甲烷化催化剂成品。