[發明專利]一種高溫型甲烷合成用催化劑、制備方法及甲烷合成方法

有效

• 申請號: 201410183005.2
• 申請日: 2014-04-30
• 公開（公告）號: CN103962145A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發明（設計）人: 楊曉倩
• 申請（專利權）人: 上海倍能化工技術有限公司;楊曉倩
• 主分類號: B01J23/83
• 分類號: B01J23/83;B01J23/755;C07C1/04;C07C9/04;C10L3/08
• 代理公司: 上海弼興律師事務所 31283
• 代理人: 薛琦;徐穎

1.一種催化劑的制備方法，其包括下述步驟：

(1)將金屬鹽、水滑石、粘結劑和造孔劑的混合物加熱，所述的加熱的溫度為50～110℃，所述的金屬鹽為鎳鹽與稀土元素鹽的混合物、或者鎳鹽與鈷鹽的混合物；

(2)按0.1～10℃/min的升溫速率升溫至300～450℃進行第一次燒蝕；冷卻至10～30℃，模壓成型，按0.1～10℃/min的升溫速率升溫至500～800℃進行第二次燒蝕；即可。

2.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述的鎳鹽為硝酸鎳；

和/或，所述的鈷鹽為硝酸鈷；

和/或，所述的稀土元素鹽為硝酸鑭；

和/或，所述的水滑石為鎂含量為6～10mol％、鋁含量為10～15mol％的水滑石；

和/或，所述的粘結劑為高嶺土、蒙脫土、硅藻土、三氧化二鋁、二氧化硅和硅鋁溶膠中的一種或多種；

和/或，所述的造孔劑為田菁粉、PEG和炭黑中的一種或多種。

3.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述的金屬鹽中，所述的鎳鹽與稀土元素鹽的質量比為(4.5～6)：1，所述的鎳鹽與鈷鹽的質量比為(8～10)：1；

和/或，所述的金屬鹽與所述的水滑石的質量比為(1.2～1.5)：1；

和/或，所述的金屬鹽與所述的粘結劑的質量比為(0.5～0.8)：1；

和/或，所述的金屬鹽與所述的造孔劑的質量比為(0.3～0.5)：1。

4.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述的第一次燒蝕的時間為1～4小時，較佳地為2小時；

和/或，所述的第一次燒蝕的升溫速率為5℃/min；所述的第一次燒蝕的溫度為400～430℃；

和/或，所述的第二次燒蝕的時間為1～4小時，較佳地為2小時；

和/或，所述的第二次燒蝕的升溫速率為5℃/min；所述的第二次燒蝕的溫度為600℃。

5.如權利要求1～4中任一項所述的制備方法制得的催化劑。

6.一種甲烷合成方法，其包括下述步驟：以合成氣為新鮮原料，采用如權利要求5所述的催化劑，在一包括一第一反應器和一第二反應器的系統中進行；所述第一反應器與第二反應器連通；該合成方法可采用下述方法中的任意一種：

方法一、第一反應器出口物料或第二反應器出口物料作為循環物料回流至第一反應器入口與新鮮原料混合；

方法二、新鮮原料作為分流物料分流至第二反應器入口。

7.如權利要求6所述的甲烷合成方法，其特征在于，所述的合成氣中，氫氣與一氧化碳的摩爾比為2.5～3.3；

和/或，方法一中，所述的循環物料與所述的新鮮原料的摩爾比為0.6～1.5；

和/或，方法一中，所述的第一反應器的入口溫度為220～350℃，所述的第二反應器的入口溫度為240～330℃；

和/或，方法一中，所述的循環物料中甲烷的體積比為35～48％；

和/或，方法一中，所述的循環物料與第一反應器或第二反應器的出口總物料的摩爾比為0.2～0.8。

8.如權利要求6所述的甲烷合成方法，其特征在于，方法二中，所述的分流物料與所述的新鮮原料的摩爾比為0.4～0.6；

和/或，方法二中，所述的第一反應器的入口溫度為220～350℃，所述的第二反應器的入口溫度為240～330℃。

9.如權利要求6所述的甲烷合成方法，其特征在于，所述的系統的壓力為1.0～4.0MPa；

和/或，所述的系統的反應溫度為650～780℃；

和/或，所述的新鮮原料的進料空速為5000～15000h^-1。

10.如權利要求6所述的甲烷合成方法，其特征在于，在所述的第二反應器后還連通一第三反應器；所述的第三反應器的入口溫度較佳地為250～350℃。