[發(fā)明專利]一種新型的高溫甲烷化催化劑及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310694381.3
• 申請日: 2013-12-18
• 公開（公告）號: CN103691444A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曾凌云;侯建國;劉玉成;王成碩;郭雄;周嬋;鄭珩;張丹;張新波;王超;何洋
• 申請（專利權(quán)）人: 西南化工研究設(shè)計院有限公司;中海石油氣電集團(tuán)有限責(zé)任公司
• 主分類號: B01J23/83
• 分類號: B01J23/83;C10L3/08
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51214
• 代理人: 吳彥峰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及化工領(lǐng)域，尤其是甲烷化催化劑領(lǐng)域，具體為一種新型的高溫甲烷化催化劑及其制備方法，其主要用于以為原料，制備合成天然氣。?

背景技術(shù)

天然氣作為理想的清潔能源，具有高效、潔凈、傳輸方便等優(yōu)點，其應(yīng)用越來越廣泛。隨著城市化進(jìn)程的加快，以及人民生活水平的日益提高，人們對于天然氣的需求，呈快速增長的勢頭，而天然氣供應(yīng)則出現(xiàn)較大缺口。?

我國在能源方面的特點是富煤、少氣、貧油，其中煤炭儲量十分豐富。因此，煤炭消費占能源一次性消費的比重較高。由于煤制天然氣的能量轉(zhuǎn)化率高，耗水量低，廢棄物處理相對簡單，因此，煤制天然氣已成為煤炭最為有效的的利用方式。為充分利用我國豐富的煤炭資源，尤其是低品位的褐煤資源，我國許多地方采用的是將煤制備合成天然氣再進(jìn)行供應(yīng)的途徑。該方式（煤制合成天然氣）是解決煤炭清潔利用，以及解決天然氣供應(yīng)不足矛盾的有效措施之一。?

采用煤制備合成天然氣的工藝流程主要包括：煤的氣化、部分變換、煤氣凈化和甲烷化四個部分，其中，合成氣甲烷化是該工藝流程的核心，而合成氣甲烷化工藝的關(guān)鍵則是甲烷化所采用的催化劑。在煤制備合成天然氣的工藝中，甲烷化反應(yīng)的絕熱溫升大，這就對催化劑的耐熱、耐高溫性能提出了更為嚴(yán)格的要求。目前，高溫甲烷化催化劑技術(shù)主要由外國公司提供，例如丹麥的托普索公司和英國的戴維公司。而我國國內(nèi)目前僅有生產(chǎn)城市煤氣的常壓部分甲烷化技術(shù)以及微量CO、CO₂等氣體凈化的甲烷化催化劑，在以煤制合成天然氣工藝的高溫甲烷化方面尚無成熟的催化劑。近年來，我國國內(nèi)開工建設(shè)的煤制天然氣項目主要還是采用國外的甲烷化技術(shù)，為此需要支付巨額的專利使用費。因此，迫切需要開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高溫甲烷化催化劑。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的發(fā)明目的在于：針對煤制合成天然氣所采用的催化劑對耐熱、耐高溫性能要求較高，目前主要依靠從國外進(jìn)口，專利使用費用較高的問題，提供一種新型的高溫甲烷化催化劑及其制備方法。本發(fā)明的催化劑具有強度高、活性好、熱穩(wěn)定性好、抗碳性佳、耐高溫性能好等特點，能夠滿足煤制合成天然氣對催化劑的耐熱、耐高溫要求。本發(fā)明對于降低煤制合成天然氣的成本，解決天然氣供應(yīng)不足的問題，促進(jìn)煤制天然氣的發(fā)展具有重要的意義。?

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：?

一種新型的高溫甲烷化催化劑，以鎳為活性組分，以氧化鈰為助劑，載體為氧化鋁、氧化硅、氧化鈦的混合物。

該催化劑中，各組分的質(zhì)量百分比如下：?

NiO?????????10%～20%，

Ce₂O₃????????2%～10%，

Al₂O₃???????25%～40%，

SiO₂????????20%～30%，

TiO₂????????20%～30%。

前述新型的高溫甲烷化催化劑的制備方法，包括如下步驟：?

（1）分別按配比稱取氧化鋁、氧化硅、氧化鈦、石墨，將各組分混合均勻，最后將混合均勻的混合物成型，得成型顆粒；

（2）將步驟1制備的成型顆粒在0.8MPa～1.0MPa、120℃～160℃的水蒸汽環(huán)境中，反應(yīng)4h～8h，得初坯；

（3）將初坯放入馬弗爐中，在500℃～700℃，煅燒4h～6h，得催化劑載體；

（4）取原料液，將催化劑載體放入原料液中，再將原料液加熱至70℃～80℃，恒溫0.5h～1h，然后將恒溫加熱后的催化劑載體取出，并將催化劑載體放入烘箱中，加熱至110℃～130℃，恒溫2h～4h，即得產(chǎn)品；

所述步驟1中，氧化鋁、氧化硅、氧化鈦、石墨按如下重量份數(shù)比進(jìn)行稱?。?/p>

Al₂O₃????????30～50份，

SiO₂?????????25～35份，

TiO₂?????????25～35份，

石墨??????????????4份；