[發明專利]一種雙金屬整體式焦油裂解及氣體重整催化劑的制備方法

無效

• 申請號: 201210081934.3
• 申請日: 2012-03-23
• 公開（公告）號: CN102600846A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: 袁振宏;魯敏;呂鵬梅
• 申請（專利權）人: 中國科學院廣州能源研究所
• 主分類號: B01J23/755
• 分類號: B01J23/755;B01J37/02;C10J3/64
• 代理公司: 廣州科粵專利商標代理有限公司 44001
• 代理人: 莫瑤江

技術領域

本發明涉及催化劑技術領域，尤其涉及一種整體式生物質高溫熱解/氣化焦油裂解及氣體重整催化劑的制備方法。

技術背景

隨著化石能源的逐步匱缺以及溫室效應的日益加劇，生物質能源作為一種可再生能源已被社會各界廣泛關注。目前，把生物質資源轉化為氣體能源繼續利用的各項技術中，以生物質氣化/熱解技術較流行，其氣體產物可以用于燃燒發電或合成各類液體燃料，如甲醇、乙醇及乙醚等等。但是，生物質氣化/熱解過程的氣體產物都會含有一定量的焦油，并且其濃度一般要遠大于滿足后續利用所要求的最低標準，如果不能有效的控制產氣中的焦油含量，而直接進行后續利用的話，焦油的冷凝將對后續設備中的一些過濾原件及通道造成嚴重損害；或者使后續設備中用于合成燃料的各類催化劑失活加速。因此，焦油的去除技術已經成為制約生物質氣化/熱解產氣后續利用的關鍵因素。

鑒于產氣的凈化對生物質能源的充分利用有著重大的意義，世界各地學者正致力于焦油或其模型化合物的催化重整研究，所有催化劑以顆粒狀鎳基催化劑為主。但是，由于氣化/熱解氣中一般帶有一定量的顆粒雜質，在使用顆粒狀催化劑的情況下，這些雜質顆粒的沉降較容易導致催化劑床層的堵塞，從而影響裝置的長時間運行。

近年來以蜂窩狀堇青石為載體的整體式催化劑備受關注，且已廣泛應用于化工產品的合成及環保領域，因為這類催化劑具有良好的催化性能、較低的壓降、有較好的工藝優勢(橫截面積大、熱容低、熱膨脹率低及熱穩定性高等特點)及催化劑分離再生容易等優點。但是，目前在生物質熱解/氣化方面有關整體式催化劑的研究還比較少。因此，整體式催化劑還是有一定的發展空間，在保證其活性及壽命的前提下，如能將其合理的應用于生物質高溫熱解/氣化系統，應該能取得比較顯著的效果。

發明內容

本發明的目的是提供一種焦油裂解率高和產氣重整性能好的整體式焦油裂解及氣體重整催化劑的制備方法。

為達到上述目的，本發明制備方法步驟如下：

(1)載體酸預處理

將堇青石載體置于草酸溶液中處理，之后干燥后再煅燒；

(2)活性組分負載

配置Ni(NO₃)₂、Co(NO₃)₂混合溶液，然后將酸處理過后的堇青石載體置于其中并在真空條件下浸漬1～2h，然后微波干燥10～20min，最后于馬弗爐煅燒2h，該步驟反復進行數次，以保證鎳鈷氧化物在氧化態催化劑中的質量百分數為20～25％；

(3)還原

制備出的氧化態催化劑還需要在H₂/N₂氣氛下還原方可應用于催化反應。

步驟(1)中，草酸溶液的濃度為30％(質量百分比)。

步驟(2)中Ni(NO₃)₂、Co(NO₃)₂在混合溶液中的濃度分別為1.5mol/L和0.5mol/L。

步驟(3)中還原溫度為650℃，還原時間為5-6h，H₂/N₂體積比約為1∶8，總流量約為0.4～0.5m³/h。

本發明催化劑中鎳鈷兩種金屬單獨使用時均有一定的催化作用，但是在兩者同時存在的情況下，部分鎳鈷之間有一定的相互作用，并形成了部分鎳鈷合金，有效的提高了催化劑的活性。

與之前類似專利相比，本發明催化劑的優點在于：

1、催化劑堇青石載體的酸處理時間更長，擴孔效果更好；

2、本發明催化劑采用直接浸漬法制備，且省去了氧化鋁涂層的負載(其目的是為增加催化劑比表面積)，制備方法更加簡單，便于大規模制備；

3、所得催化劑具有良好的催化性能、較低的壓降、有較好的工藝優勢(橫截面積大、熱容低、熱膨脹率低及熱穩定性高等特點)及催化劑分離再生容易等優點。焦油裂解率高和產氣重整性能好。

附圖說明

圖1為本發明實施例鎳-鈷催化劑與對應單金屬催化劑的TPR圖譜對比

具體實施方式

以下結合實施例對本發明內容做進一步詳細說明。

實施例1

步驟(1)：取堇青石置于30％草酸溶液中處理5h，取出后洗去殘余溶液，100℃干燥3h，然后再500℃煅燒2h。