[發(fā)明專利]一種復(fù)合物及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711119064.3
• 申請日: 2017-11-14
• 公開（公告）號: CN109772371B
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李杰;張信偉;倪向前;王海洋
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司大連石油化工研究院
• 主分類號: B01J27/055
• 分類號: B01J27/055;B01J37/02;B01J37/08;B01J37/10;C10L3/10
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一種復(fù)合物，所述復(fù)合物含有負(fù)載銅的氧化鋁、硫酸鋯和具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的復(fù)合金屬氧化物NdCoO_3?y，y為氧空位，復(fù)合物中所述負(fù)載銅的氧化鋁與硫酸鋯的重量比為8:1?2:1，所述復(fù)合物中所述負(fù)載銅的氧化鋁與具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的復(fù)合金屬氧化物NdCoO_3?y的重量比為10:1?5:1，以負(fù)載銅的氧化鋁重量為基準(zhǔn)，銅以氧化物計的含量為5wt%?25wt%，所述復(fù)合物的制備方法，包括如下內(nèi)容：將負(fù)載銅的氧化鋁、硫酸鋯和具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的復(fù)合金屬氧化物NdCoO_3?y混捏成型，經(jīng)干燥、焙燒后制得復(fù)合物。該復(fù)合物用于煤層氣脫氧具有活性高、反應(yīng)溫度低、制備方法簡單、成本低等優(yōu)點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種復(fù)合物及其制備方法合應(yīng)用，具體地說涉及一種低溫高活性煤層氣脫氧復(fù)合物催化劑及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

我國是煤炭生產(chǎn)大國，每年因煤炭的生產(chǎn)就會產(chǎn)出大量不同濃度的煤層氣，開發(fā)有效的煤層氣利用技術(shù)、減少甲烷的直接排放是我國建設(shè)節(jié)能環(huán)保型可持續(xù)發(fā)展模式、打造低碳經(jīng)濟體系的一個組成部分。結(jié)合節(jié)能減排以及對環(huán)境要求的提高，切實合理的開發(fā)煤層氣這一低品位能源，并很好的將其轉(zhuǎn)化為可利用的資源，擴大煤層氣的使用范圍和規(guī)模，提高煤層氣的利用效率，具有節(jié)能和環(huán)保的雙重意義，符合國家對能源政策的規(guī)劃，符合國際環(huán)保組織對溫室效應(yīng)的控制，更符合我國對低品位能源開發(fā)使用的大力支持，促進國內(nèi)對煤層氣產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。

煤層氣開發(fā)利用的關(guān)鍵在于脫除其中的氧氣，現(xiàn)有的煤層氣脫氧技術(shù)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(shù)的應(yīng)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(yīng)，同時部分甲烷與氧反應(yīng)從而達到脫氧目的。其優(yōu)點在于約70%的氧與焦炭反應(yīng)，30%的氧與甲烷反應(yīng)，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(huán)境灰塵大，難以實現(xiàn)自控操作及大規(guī)模生產(chǎn)，且焦炭中帶有多種形態(tài)的硫化物，導(dǎo)致除氧后氣體中含硫量增加。

催化脫氧工藝的本質(zhì)是富燃貧氧氣氛下甲烷的催化燃燒，在適當(dāng)催化劑作用下，將CH₄氧化轉(zhuǎn)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(guī)模拓展，設(shè)備簡單，從經(jīng)濟性角度而言，該技術(shù)亦具有較好的商業(yè)價值。催化脫氧根據(jù)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(nèi)外研究負(fù)載型貴金屬催化劑的技術(shù)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(fù)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(chǎn)氣中氧氣濃度在0.1%以內(nèi)，氧氣轉(zhuǎn)化率高于96%。由于貴金屬催化劑價格昂貴且資源有限，應(yīng)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(guān)注。但是非貴金屬受活性所限，需要在較高的溫度進行反應(yīng)，能耗較大。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種復(fù)合物及其制備方法和其在煤層氣脫氧中的應(yīng)用。該復(fù)合物用于煤層氣脫氧具有活性高、反應(yīng)溫度低、制備方法簡單、成本低等優(yōu)點。