[發明專利]一種非貴金屬催化劑的制備方法

在審

• 申請號: 201610991013.9
• 申請日: 2016-11-11
• 公開（公告）號: CN108067230A
• 公開（公告）日: 2018-05-25
• 發明（設計）人: 張信偉;李杰;倪向前
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院;中國石油化工股份有限公司
• 主分類號: B01J23/72
• 分類號: B01J23/72;B01J23/34;B01J23/745;B01J23/10;C10L3/10
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本發明公開一種非貴金屬催化劑的制備方法，包括如下內容：將Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ce中的至少一種金屬鹽記為A和Mg、Ca、Ti、Zr、Al中的至少一種金屬鹽記為B、配位劑、溶劑混合獲得溶液C；將溶液C進行晶化；晶化后物料經洗滌、成型、干燥、焙燒后制得催化劑；該方法，在制備過程中引入配位劑和三元溶劑，通過配位、隔離作用，不僅避免了活性組分的流失，而且還極大促進了活性組分在催化劑上從內到外的均勻分布，有效提升了催化劑的反應性能。

技術領域

本發明涉及一種催化劑制備方法，具體地說涉及一種非貴金屬催化劑的制備方法。

背景技術

我國是煤炭生產大國，每年因煤炭的生產就會產出大量不同濃度的煤層氣，開發有效的煤層氣利用技術、減少甲烷的直接排放是我國建設節能環保型可持續發展模式、打造低碳經濟體系的一個組成部分。結合節能減排以及對環境要求的提高，切實合理的開發煤層氣這一低品位能源，并很好的將其轉化為可利用的資源，擴大煤層氣的使用范圍和規模，提高煤層氣的利用效率，具有節能和環保的雙重意義，符合國家對能源政策的規劃，符合國際環保組織對溫室效應的控制，更符合我國對低品位能源開發使用的大力支持，促進國內對煤層氣產業的快速發展。

煤層氣開發利用的關鍵在于脫除其中的氧氣，現有的煤層氣脫氧技術主要有變壓吸附分離法，焦炭燃燒法，催化脫氧法等。中國專利ZL85103557 公布了一種利用變壓吸附法從煤層氣中分離富集甲烷的方法。一般情況下，甲烷在濃縮提純過程中排放廢氣的氧含量也被濃縮提高，由于廢氣中不可避免的含有5~15%的甲烷，致使排放的廢氣處于甲烷的爆炸極限范圍，存在爆炸危險，這使得該技術的應用受到限制。

焦炭燃燒法脫氧（ZL02113627.0、200610021720.1）是在高溫條件下，富含甲烷氣體中的氧與焦炭反應，同時部分甲烷與氧反應從而達到脫氧目的。其優點在于約70%的氧與焦炭反應，30%的氧與甲烷反應，因此甲烷損失較小。但缺點在于要消耗寶貴的焦炭資源，焦炭消耗成本約占整個運行費用的50%左右。此外，焦炭脫氧法在加焦、出渣時勞動強度大，環境灰塵大，難以實現自控操作及大規模生產，且焦炭中帶有多種形態的硫化物，導致除氧后氣體中含硫量增加。

催化脫氧工藝的本質是富燃貧氧氣氛下甲烷的催化燃燒，在適當催化劑作用下，將CH4氧化轉化為CO2和H2O，此過程可將煤層氣中含氧量降到0.5%以下，并徹底消除了操作過程的安全隱患。 同時工藝操作簡便，便于自動控制及大規模拓展，設備簡單，從經濟性角度而言，該技術亦具有較好的商業價值。催化脫氧根據催化劑活性組分可分為貴金屬催化劑和非貴金屬催化劑兩大類。

國內外研究負載型貴金屬催化劑的技術較為成熟。如中科院大連物化所在催化劑體系中添加具有儲放氧功能的稀土鈰組份，制備出新型負載型鈀貴金屬催化劑，可以將甲烷濃度為39.15%，氧氣濃度為12.6%的煤層氣脫氧處理后，產氣中氧氣濃度在0.1%以內，氧氣轉化率高于96%。由于貴金屬催化劑價格昂貴且資源有限，應用范圍受到限制。而非貴金屬氧化物催化劑原料廉價易得，因而受到極大關注。但是非貴金屬受活性所限，需要在較高的溫度進行反應，能耗較大。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供了一種非貴金屬催化劑的制備方法，在制備過程中引入配位劑和三元溶劑，通過配位、隔離作用，不僅避免了活性組分的流失，而且還極大促進了活性組分在催化劑上從內到外的均勻分布，有效提升了催化劑的反應性能。

一種非貴金屬催化劑的制備方法，包括如下內容：

將Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ce中的至少一種金屬鹽記為A和Mg、Ca、Ti、Zr、Al中的至少一種金屬鹽記為B、配位劑、溶劑混合獲得溶液C；

將溶液C進行晶化；