[發明專利]天然氣、二氧化碳重整制合成氣催化劑及其制備方法

無效

• 申請號: 201010267457.0
• 申請日: 2010-08-31
• 公開（公告）號: CN102380394A
• 公開（公告）日: 2012-03-21
• 發明（設計）人: 王昊;余漢濤;種道文;姜建波;王春平
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司
• 主分類號: B01J23/83
• 分類號: B01J23/83;C01B3/40
• 代理公司: 青島發思特專利商標代理有限公司 37212
• 代理人: 馬俊榮

技術領域

本發明涉及一種天然氣、二氧化碳重整制合成氣催化劑及其制備方法，屬于石油化工、天然氣化工、催化劑領域。

背景技術

二氧化碳是引起溫室效應，導致全球氣候惡化的主要原因之一。據統計，人類向大氣中排放的二氧化碳正以每年4％的速度遞增。但限制二氧化碳的排放在很大程度上將影響現代工業和世界經濟的發展。因此如何有效地利用二氧化碳引起了世界各國的廣泛關注。另外，由于石油價格上漲和能源需求與日俱增，如何利用天然氣已成為熱門的課題。天然氣是石油的理想替代品，且儲備豐富。

綜合利用天然氣和二氧化碳，利用CH₄和CO₂進行重整反應制取合成氣，不僅可以合理利用豐富的天然氣和二氧化碳資源，而且可以緩解二氧化碳排放引起的溫室效應，對減輕環境的惡化具有重要的作用，同時合理的H₂/CO比使得該反應的產物可直接作為某些含氧化合物合成的原料，另外還可用于能量儲運。因此，開發甲烷、二氧化碳重整制合成氣催化劑具有良好的經濟和社會效益。

目前專利或文獻報道的天然氣、二氧化碳重整制合成氣催化劑主要分為二大類：貴金屬催化劑和非貴金屬催化劑。催化劑活性組分主要為銠、釕、鉑、銥、鎳、鈷等第VIII族金屬。其中貴金屬催化劑存在價格昂貴、高溫條件下易燒結、流失的缺點。鎳基催化劑容易因一氧化碳高溫歧化積碳而出現活性下降和催化劑床層阻塞。因此，通過改善載體及催化劑制備方法，提高活性組分的分散性和穩定性，進而提高催化劑的活性及抗積碳性能是目前這一研究領域需要重點解決的問題之一。

發明內容

本發明的目的在于提供一種天然氣、二氧化碳重整制合成氣催化劑及其制備方法，能夠降低催化劑載體的表面酸性，提高活性組分的分散性和穩定性、催化劑的活性及抗積碳性能，并且降低了甲烷-二氧化碳反應的積碳趨勢，減少了碳的生成量，提高了催化劑的穩定性，延長了催化劑的使用周期，成本低。

本發明所述的天然氣、二氧化碳重整制合成氣用催化劑，以氧化鋁為載體，以鎳為活性成分，稀土金屬氧化物為助劑，

其中，活性成分NiO質量含量為4.0-12.0％，助劑La₂O₃質量含量為0.5-6.0％。

本發明天然氣、二氧化碳重整制合成氣用催化劑的制備方法，首先制備氧化鋁載體，然后在載體上負載活性成分和助劑；

氧化鋁載體制備是將鋁質原料、粘結劑、造孔劑混合、成型、干燥后，進行煅燒制得；

其中：

田菁粉為造孔劑、占載體重量的0.5-5％，檸檬酸作粘結劑，占載體重量的2-5％；

作為載體的氧化鋁為人工合成的無機氧化物耐火材料，具有結構穩定、容易制備的特點。載體比表面50-200m²/g，較好的為110-130m²/g，比孔容0.25-0.55ml/g，較好為0.35-0.45ml/g，物相為α、δ、θ-Al₂O₃混相。載體形狀可以是條形、球形、片形或拉西環，如片形，粒徑為3-6mm，高度為4-8mm；條形，外徑2.5-6mm，長度5-10mm；球形，球徑為3-6mm；拉西環環形，外徑為8-16mm，內徑3.5-8mm，高度8-12mm。

成型后干燥溫度控制為80-110℃，干燥時間控制為4-24小時；

煅燒溫度控制為800-1100℃，煅燒時間控制在1-6小時，最好為850-1050℃，2-5小時。

活性成分和助劑以浸漬方式實現負載，可以通過使用鎳鑭鹽類溶液采用一次浸漬方式完成，或分別通過使用鎳、鑭鹽類溶液采用分別進行浸漬的兩次浸漬方式完成。

浸漬活性成分和助劑后的載體經干燥后焙燒制得催化劑，浸漬后載體的干燥溫度控制為100-120℃，焙燒溫度控制為450-800℃，焙燒時間控制為2-4小時適宜。

催化劑使用前必須進行還原，否則沒有反應活性。