[發(fā)明專利]一種殼核結(jié)構(gòu)的催化劑及其制備方法和應(yīng)用有效
申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201910365820.3 | 申請(qǐng)日: | 2019-05-05 |
公開(公告)號(hào): | CN111889114B | 公開(公告)日: | 2022-08-12 |
發(fā)明(設(shè)計(jì))人: | 李杰;張信偉;王海洋;韓照明;劉全杰 | 申請(qǐng)(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(hào): | B01J27/053 | 分類號(hào): | B01J27/053;C10L3/10 |
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地址: | 100728 北*** | 國省代碼: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索關(guān)鍵詞: | 一種 結(jié)構(gòu) 催化劑 及其 制備 方法 應(yīng)用 | ||
本發(fā)明公開一種殼核結(jié)構(gòu)的催化劑及其制備方法和應(yīng)用,所述催化劑以含有負(fù)載鋅的氧化鋁和負(fù)載鉬的硫酸酰鈰的復(fù)合氧化物為核,以負(fù)載鈀的氧化鋁為殼,殼核質(zhì)量比為1:3?1:7;催化劑的制備方法,包括如下內(nèi)容:首先將負(fù)載鋅的氧化鋁和負(fù)載鉬的硫酸酰鈰混捏成型,經(jīng)干燥、焙燒后制得含有負(fù)載鋅的氧化鋁和負(fù)載鉬的硫酸酰鈰的復(fù)合氧化物;然后將含鈀鹽和氫氧化鋁漿液混合均勻,將混合液噴浸在含有負(fù)載鋅的氧化鋁和負(fù)載鉬的硫酸酰鈰的復(fù)合氧化物的周圍,經(jīng)干燥、焙燒后制得煤層氣催化燃燒催化劑。該催化劑用于煤層氣脫氧具有活性高、反應(yīng)溫度低、制備方法簡(jiǎn)單、成本低等優(yōu)點(diǎn)。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種殼核結(jié)構(gòu)的催化劑及其制備方法和應(yīng)用,具體地說涉及一種低溫高活性殼核結(jié)構(gòu)的催化燃燒催化劑及其制備方法和在煤氣層脫氧中的應(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(huì)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(jì)體系的一個(gè)組成部分。結(jié)合節(jié)能減排以及對(duì)環(huán)境要求的提高,切實(shí)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(kuò)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(duì)能源政策的規(guī)劃,符合國際環(huán)保組織對(duì)溫室效應(yīng)的控制,更符合我國對(duì)低品位能源開發(fā)使用的大力支持,促進(jìn)國內(nèi)對(duì)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(xiǎn),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(shí)部分甲烷與氧反應(yīng)從而達(dá)到脫氧目的。其優(yōu)點(diǎn)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(diǎn)在于要消耗寶貴的焦炭資源,焦炭消耗成本約占整個(gè)運(yùn)行費(fèi)用的50%左右。此外,焦炭脫氧法在加焦、出渣時(shí)勞動(dòng)強(qiáng)度大,環(huán)境灰塵大,難以實(shí)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。
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(chǔ)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(jià)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(jià)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(jìn)行反應(yīng),能耗較大。
發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足,本發(fā)明提供一種殼核結(jié)構(gòu)的催化劑及其制備方法及在煤層氣脫氧中的應(yīng)用。該催化劑用于煤層氣脫氧具有活性高、反應(yīng)溫度低、制備方法簡(jiǎn)單、成本低等優(yōu)點(diǎn)。
一種殼核結(jié)構(gòu)的催化劑,所述催化劑以含有負(fù)載鋅的氧化鋁和負(fù)載鉬的硫酸酰鈰的復(fù)合氧化物為核,以負(fù)載鈀的氧化鋁為殼,殼核質(zhì)量比為1:3-1:7;所述負(fù)載鋅的氧化鋁與負(fù)載鉬的硫酸酰鈰的重量比為10:1-4:1,優(yōu)選為8:1-5:1,以負(fù)載鋅的氧化鋁重量為基準(zhǔn),鋅以氧化物計(jì)的含量為5wt%-25wt%,優(yōu)選10 wt%-20wt%,以負(fù)載鉬的硫酸酰鈰重量為基準(zhǔn),鉬以氧化物計(jì)的含量為0.5wt%-5wt%,優(yōu)選1wt%-3wt%,以負(fù)載鈀的氧化鋁重量為基準(zhǔn),鈀以氧化鈀計(jì)的重量含量為0.5wt%-2wt%。
一種煤層氣催化燃燒催化劑的制備方法,包括如下內(nèi)容:首先將負(fù)載鋅的氧化鋁和負(fù)載鉬硫酸酰鈰混捏成型,經(jīng)干燥、焙燒后制得含有負(fù)載鋅的氧化鋁和負(fù)載鉬的硫酸酰鈰的復(fù)合氧化物;然后將含鈀鹽和氫氧化鋁漿液混合均勻,將混合液噴浸在含有負(fù)載鋅的氧化鋁和負(fù)載鉬的硫酸酰鈰的復(fù)合氧化物的周圍,經(jīng)干燥、焙燒后制得煤層氣催化燃燒催化劑。
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