[發明專利]一種鎂鋁復合氧化物為載體的甲烷化催化劑的制備方法

在審

• 申請號: 201710804037.3
• 申請日: 2017-09-08
• 公開（公告）號: CN109465012A
• 公開（公告）日: 2019-03-15
• 發明（設計）人: 潘亞軍
• 申請（專利權）人: 鎮江瑞德新材料科技研發有限公司
• 主分類號: B01J23/889
• 分類號: B01J23/889;B01J37/03;B01J37/08;C07C1/04;C07C1/12;C07C9/04
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本發明提供一種鎂鋁復合氧化物為載體的甲烷化催化劑的制備方法，屬于甲烷化催化劑技術領域。所述制備方法為：首先鎳鹽溶液、助劑與鋁溶膠充分混合制得復合表面修飾膠粘劑，再與Al2O3、MgO、促進劑、造孔劑進行混捏均勻后擠條，經干燥、焙燒，得到本發明所述催化劑。用本發明的方法制作的催化劑具有催化活性好、機械強度高、熱穩定性好、抗積碳能力強等特點。制備過程簡便，成本低，是理想的耐硫甲烷化催化劑。

技術領域

本發明屬于甲烷化催化劑技術領域，特別涉及一種用于富甲烷氣中低濃度CO、CO2加氫甲烷化的催化劑，具體為一種鎂鋁復合氧化物為載體的甲烷化催化劑的制備方法。

背景技術

我國是一個典型的“富煤、缺油、少氣”的國家，若能夠充分利用我國如此豐富的煤炭資源，則會對解決煤炭資源的綜合利用、緩解中國油氣資源的短缺、維護我國自然資源方面起到不可替代的作用。CO甲烷化是最簡單的費托合成反應，它具有高轉化率、反應過程簡單、低碳、對環境無污染等優點，基于以上優點，CO甲烷化已經成為生產石油替代品的一個重要的替代方式。因此，開發一種有效的甲烷化催化劑是值得的，也是急切的。

常規的浸漬方法如中國專利CN 101380581 A公開了一種將鎳溶液浸漬在焙燒過的復合氧化物載體上，然后再次焙燒制得催化劑。中國專利CN101391218B公開了焦爐氣甲烷化催化劑的制備方法，以氧化鋁和氧化鎂在高溫1000～1500℃煅燒后成為鎂鋁尖晶石為載體，浸漬活性組分鎳及其他助劑，再進行煅燒制得。中國專利CN104475119A公開了一種高溫甲烷化催化劑，將可溶性的鎳鹽、鋁鹽、鑭鹽、鉻鹽及擬薄水鋁石或α-氧化鋁或γ-氧化鋁加水成混合物，移入反應釜后加熱，再加入沉淀劑，沉淀洗滌、過濾，并進行干燥焙燒制得。中國專利CN 102029161 A公開了一種涉及水熱化學過程的完全甲烷化催化劑的制備方法，先水熱合成前驅體，其原材料為鎳、鋁、鋯、鎂、與鑭的碳酸鹽、堿式碳酸鹽或硝酸鹽的一種或幾種，將前驅體過濾、洗滌、干燥、焙燒、成型、再焙燒所得。

發明內容

本發明的目的是提供一種鎂鋁復合氧化物為載體的甲烷化催化劑的制備方法。

本發明目的通過下述技術方案來實現：

一種鎂鋁復合氧化物為載體的甲烷化催化劑的制備方法，包括以下步驟：

1)前驅體的制備：分別稱取鋁鹽、鎂鹽、鈰鹽溶解于水中配置成混合溶液，將混合溶液加熱；將混合溶液與沉淀劑并流沉淀至終點pH為7.3～9.7，老化后將沉淀過濾洗滌至中性即得前驅體；

2)活性組分負載：配制錳鹽、鎳鹽混合溶液，將步驟1)制備得到的前驅體倒入水溶液中形成渾濁液，將錳鹽、鎳鹽混合溶液與沉淀劑并流沉淀于混濁液中至終點pH為7.3～9.7，老化后將沉淀過濾洗滌至中性，然后經干燥、加熱分解即可；

3)催化劑產品成型：向上述步驟2)制備得到的催化劑中加入水和潤滑劑，均勻混合后壓制成圓柱形后即得本發明焦爐氣低溫甲烷化催化劑。

首先本發明采用并流沉淀的方法來實現對載體及助劑組分的同時制備，比正加法和反加法，本發明方法更容易獲得穩定的載體結構，而且還延續了載體的多孔性，有利于活性組分在載體內的分散。再次本發明采用并流沉淀的方法來實現活性組分的引入，不僅能夠讓活性組分Ni和Mn更好的相互作用，而且還能大大提高活性組分在催化劑載體上的含量。同時，采用本發明形成的活性組分晶粒非常小，有利于活性組分在載體上的負載，增加了活性組分錳和鎳的表面利用率，降低了該反應的活化能，從而達到提高催化劑低溫活性的目的。

作為本發明一種鎂鋁復合氧化物為載體的甲烷化催化劑的制備方法的一個具體實施例，步驟1)中，所述鋁鹽、鎂鹽、鈰鹽為硝酸鹽，所述沉淀劑為濃度為12～16％的碳酸鉀；1.上述鎂鹽、鋁鹽、鈰鹽與沉淀劑之間的摩爾比為1：(2～3)：(0.03～0.04)：(3.4～5.8)