[發明專利]雙稀土元素促進的甲烷合成催化劑及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 201310728939.5
• 申請日: 2013-12-25
• 公開（公告）號: CN103721720A
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 發明（設計）人: 楊叢寶;施燕飛;龔鑫榮;董維佳
• 申請（專利權）人: 南京國昌化工科技有限公司
• 主分類號: B01J23/83
• 分類號: B01J23/83;C07C9/04;C07C1/04;C07C1/12;C10L3/08
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 傅婷婷;徐冬濤

1.一種雙稀土元素促進的甲烷合成催化劑，其特征在于包含有：

（1）基于催化劑總量0.5wt%～10wt%元素表中的稀土金屬氧化物；

（2）基于催化劑總量20wt%～60wt%的過渡元素氧化物作為主活性組分；

（3）基于催化劑總量10wt%～50wt%的復合型載體；

（4）基于催化劑總量2wt%～20wt%的抗水劑與熱穩定劑。

2.根據權利要求1所述的催化劑，其特征在于主要通過以下步驟制備得到：

（1）活性組分溶液的配制：使用硝酸溶解過渡元素金屬單質形成過渡元素的硝酸鹽溶液，以過渡元素計，其濃度為100g/L～300g/L；

（2）雙稀土溶液的配制，采用稀土金屬含量大于90%的雙稀土金屬合金，用硝酸將其溶解，形成稀土元素的硝酸鹽溶液，以稀土金屬元素計，其濃度為100g/L～200g/L；

（3）將活性組分溶液與稀土溶液按照體積比（3～10）:1進行混合、用堿液中和，控制PH呈弱堿性、用脫鹽水沖洗、過濾、烘干；，

（4）復合型載體的配制，將等質量的氧化鋁與氧化硅混合，進行捏合，再加入抗水劑和熱穩定劑，再進行捏合；

（5）將各種物料混合碾壓、造粒，焙燒,加石墨打片成形，最終在400℃下用氫氣進行預還原處理得雙稀土元素促進的甲烷合成催化劑成品；其中所述的造?？刂屏椒秶?.18mm～2mm，所述的焙燒控制溫度在400℃～550℃，所述的預還原處理的處理時間為70h～85h。

3.根據權利要求2中所述的催化劑，其特征在于所述稀土選自鑭系中的任意兩種。

4.根據權利要求2中所述的催化劑，其特征在于所述的過渡元素選自CO、Ni、C?u的一種或多種。

5.根據權利要求2中所述的催化劑，其特征在于所述的復合型載體主要由氧化鋁和氧化硅組成。

6.根據權利要求2中所述的催化劑，其特征在于所述的抗水劑選自堿土金屬氧化物中的一種或多種，所述的熱穩定劑選自過渡金屬氧化物中的一種或多種。

7.一種制備權利要求1～6中任一項所述催化劑的方法，其特征在于包括如下步驟：

（1）活性組分溶液的配制：使用硝酸溶解過渡元素金屬單質形成過渡元素的硝酸鹽溶液，以過渡元素計，其濃度為100g/L～300g/L；

（2）雙稀土溶液的配制，采用稀土金屬含量大于90%的雙稀土金屬合金，用硝酸將其溶解，形成稀土元素的硝酸鹽溶液，以稀土金屬元素計，其濃度為100g/L～200g/L；

（3）將活性組分溶液與稀土溶液按照體積比（3～10）:1進行混合、用堿液中和，控制PH呈弱堿性、用脫鹽水沖洗、過濾、烘干；，

（4）復合型載體的配制，將等質量的氧化鋁與氧化硅混合，進行捏合，再加入抗水劑和熱穩定劑，再進行捏合；

（5）將各種物料混合碾壓、造粒，焙燒,加石墨打片成形，最終在400℃下用氫氣進行預還原處理得雙稀土元素促進的甲烷合成催化劑成品；其中所述的造?？刂屏椒秶?.18mm～2mm，所述的焙燒控制溫度在400℃～550℃，所述的預還原處理的處理時間為70h～85h。

8.權利要求1～6中任一項所述催化劑在催化高濃度碳氧化物與氫氣合成甲烷中的應用，所述的高濃度碳氧化物指碳氧化物濃度為8%～20%。

9.一種應用權利要求1～6中任一項所述催化劑制備合成天然氣的方法，其特征在于以權利要求1～6中任一項所述催化劑在4級串聯的烷化反應器中催化焦爐氣連續合成甲烷，通過補碳分水，最終得到合成天然氣。