[發明專利]一種輸送床甲烷化催化劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201710243675.2
• 申請日: 2017-04-14
• 公開（公告）號: CN106881106B
• 公開（公告）日: 2019-08-23
• 發明（設計）人: 曾凌云;凡美婷;王雪峰;胡彭;劉玉成;譚青;馮雅晨;張新波;許光文
• 申請（專利權）人: 西南化工研究設計院有限公司
• 主分類號: B01J23/889
• 分類號: B01J23/889;B01J35/08
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 房云

本發明提供一種輸送床甲烷化催化劑，屬于輸送床甲烷化催化劑技術領域。以氧化物質量百分比計，所述催化劑包括30wt％～60wt％的活性組分前驅體和40wt％～70wt％的粘結劑，其中，以金屬原子的摩爾分數計，所述活性組分前驅體中含有60～80摩爾分數的鎳原子和20～40摩爾分數的錳原子，所述粘結劑為鋯鋁凝膠。本發明還提供所述催化劑的制備方法，所述催化劑由活性組分前驅體與粘結劑的混合物在150℃～400℃下噴霧干燥(請提供噴霧干燥的時間)，然后在300℃～450℃下煅燒1～3小時制備得到。本發明輸送床甲烷化催化劑能夠在保持甲烷化催化劑高活性、高穩定性的前提下，具備足夠的機械強度和耐磨損性，從而可用作輸送床反應器的甲烷化催化劑。

技術領域

本發明屬于輸送床甲烷化催化劑技術領域，具體為一種輸送床甲烷化催化劑及其制備方法。

背景技術

天然氣具有高效，潔凈，傳輸方便的特征，是一種較理想的清潔能源，隨著城市化進程的加快和人民生活水平的提高，人們對天然氣的需求呈快速增長勢頭。天然氣供需出現較大缺口。

我國在能源方面的資源特點是富煤、少氣、貧油。因此，煤炭消費占能源一次消費的比重較高。由于煤制天然氣的能量轉化率高，耗水量低，廢棄物處理相對簡單，成為最為有效的煤炭的利用方式。為充分利用我國豐富的煤炭資源，特別是低品位的褐煤資源，我國的許多地方采用的是將煤制備合成天然氣再進行供應的途徑。以煤制備合成天然氣是解決煤炭清潔利用和解決天然氣供應不足矛盾的有效措施之一。

以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，其技術路線的核心是合成氣甲烷化工藝，而合成氣甲烷化工藝的關鍵則是甲烷化的催化劑。目前，國內外開發的甲烷化催化劑均為固定床催化劑，不適合輸送床工藝。

輸送床反應器具有傳熱效果好、溫度分布均勻，催化劑內擴散阻力小等優點，但催化劑與反應器壁的碰撞摩擦劇烈，對催化劑顆粒的機械強度和耐磨性要求高。因此，開發具有自主知識產權的輸送床甲烷化催化劑是非常有必要的。

發明內容

本發明的目的在于提供一種輸送床甲烷化催化劑，該催化劑能夠在保持甲烷化催化劑高活性、高穩定性的前提下，具備足夠的機械強度和耐磨損性，從而可用作輸送床反應器的甲烷化催化劑。本發明目的通過下述技術方案來實現：

一種輸送床甲烷化催化劑，以氧化物質量百分比計，所述催化劑包括30wt％～60wt％的活性組分前驅體和40wt％～70wt％的粘結劑，其中，以金屬原子的摩爾分數計，所述活性組分前驅體中含有60～80摩爾分數的鎳原子和20～40摩爾分數的錳原子，所述粘結劑為鋯鋁凝膠。

作為本發明一種輸送床甲烷化催化劑的一個具體實施例，所述催化劑由活性組分前驅體與粘結劑的混合物在150℃～400℃下噴霧干燥20s～80s，然后在300℃～450℃下煅燒1～3小時制備得到。

作為本發明一種輸送床甲烷化催化劑的一個具體實施例，所述混合物中，活性組分前驅體與粘結劑的質量比為1～6:1～7。

作為本發明一種輸送床甲烷化催化劑的一個具體實施例，所述活性組分前驅體為可溶性鎳鹽和可溶性錳鹽的混合金屬鹽溶液與碳酸鹽或碳酸氫鹽溶液在加熱攪拌條件下發生共沉淀反應，過濾洗滌后制備得到。

作為本發明一種輸送床甲烷化催化劑的一個具體實施例，所述可溶性鎳鹽和可溶性錳鹽混合金屬鹽溶液的質量分數為5％～20％，所述碳酸鹽或碳酸氫鹽溶液的質量分數為10％～20％。

作為本發明一種輸送床甲烷化催化劑的一個具體實施例，所述粘結劑為氫氧化鋯凝膠和氫氧化鋁凝膠的混合物，其中以金屬原子的摩爾分數計，鋯原子的摩爾分數為40～70，鋁原子的摩爾分數為30～60。

作為本發明一種輸送床甲烷化催化劑的一個具體實施例，所述催化劑的粒度分布為20～300μm，堆積密度為0.6～1.0g/ml。這種催化劑顆粒屬于A類顆粒，極易在輸送床中流化。