[發明專利]一種稀土甲烷化催化劑及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201810282790.5
• 申請日: 2018-04-02
• 公開（公告）號: CN108479787B
• 公開（公告）日: 2020-06-26
• 發明（設計）人: 劉玉成;何洋;曾凌云;馮雅晨;凡美婷;王雪峰;譚青;胡彭
• 申請（專利權）人: 西南化工研究設計院有限公司
• 主分類號: B01J23/83
• 分類號: B01J23/83;B01J37/02;C10L3/08
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 劉小彬;房云

本發明公開了一種稀土甲烷化催化劑，解決了現有技術中甲烷化制合成天然氣催化劑穩定性差，抗積炭不理想的問題。本發明的稀土甲烷化催化劑，包括弱堿性載體，以及負載于所述弱堿性載體上的稀土化合物、氧化鎳和含鉀化合物，所述催化劑的總質量百分含量之和按100％計，各組分的質量含量為：弱堿性載體：60％～90％，稀土化合物：0.5％～2％，氧化鎳：8％～40％，含鉀化合物：0.2％～1％。本發明還公開了該稀土甲烷化催化劑的制備方法，以及在合成氣制合成天然氣中的應用。本發明的催化劑強度高、抗碳性好，適于高溫條件下反應。

技術領域

本發明屬于甲烷化催化劑技術領域，特別涉及一種稀土甲烷化催化劑及其制備方法和應用。

背景技術

在合成氨系統中，甲烷化催化劑被用于低濃度碳氧化物的加氫甲烷化反應中，此工藝已比較成熟，其針對的碳氧化物的含量，在合成氨僅占﹤1％，放出的反應熱較少。而焦爐煤氣及其他合成氣制合成天然氣需處理的碳氧化物的含量在10％～30％，其含量相當高，甲烷化反應量大，反應絕熱溫升很大，對合成天然氣催化劑的提出更高的要求。目前，國內甲烷化制合成天然氣催化劑穩定性差，抗積炭不理想的現實，很難滿足生產工藝的要求。

中國專利CN 103691444 A(一種新型的高溫甲烷化催化劑及其制備方法)說明書中記載了“以鎳為活性組分，以氧化鈰為助劑，載體為氧化鋁、氧化硅、氧化鈦的混合物”，該專利中催化劑具有強度高，活性好，熱穩定性好，抗積炭性好，耐高溫性能好等特點，但通過評測發現隨運行到催化劑壽命后期存在收縮率大、破碎率高、床層壓降升高、碳含量明顯升高的現象，難以滿足工業應用要求。

中國專利CN 102513119 A(一種煤制天然氣的催化劑及其制備方法)說明書中記載了“氧化鋁為載體，鎳為主要活性組分，稀土為助劑。主要組分的質量百分含量分別為：NiO 20％～40％，La₂O₃ 10％～20％，Al₂O₃ 40％～60％，石墨3％～10％，煤制天然氣的催化劑制備方法包括沉淀反應制得催化劑半成品、干燥、煅燒及壓制成型步驟”。該專利中催化劑具有強度高，活性好，熱穩定性好，抗碳性佳，良好的耐高溫性能。但依然存在長期高溫條件下燒結現象，碳含量明顯升高的現象，不能滿足系統的需要的技術問題。并且煤制天然氣過程中，可能會有溫度暫時突然上升，比如上升到750-800℃時持續些時間后又降為正常溫度，這種突然升溫現象易使催化劑加劇燒結失活、積碳等，影響催化劑壽命。

因此，提供一種甲烷化催化劑，強度高、抗碳性好，適于高溫條件下反應，成為了本領域技術人亟待解決的問題。

發明內容

本發明解決的技術問題是：提供一種稀土甲烷化催化劑，解決現有技術中甲烷化制合成天然氣催化劑穩定性差，抗積炭不理想的問題。

本發明還提供了該稀土甲烷化催化劑的制備方法。

本發明又提供了該稀土甲烷化催化劑在合成氣制合成天然氣中的應用。

本發明采用的技術方案如下：

本發明所述的一種稀土甲烷化催化劑，包括弱堿性載體，以及負載于所述弱堿性載體上的稀土化合物、氧化鎳和含鉀化合物，所述催化劑的總質量百分含量之和按100％計，各組分的質量含量為：

弱堿性載體：60％～90％，

稀土化合物：0.5％～2％，

氧化鎳：8％～40％，

含鉀化合物：0.2％～1％。

進一步地，所述弱堿性載體為高嶺土經Ca、Mg修飾制得。

進一步地，所述稀土化合物為含La或Ce的化合物。

本發明所述的一種稀土甲烷化催化劑的制備方法，包括以下步驟：