[發明專利]一種用于二氧化碳重整制合成氣的催化劑的制備方法

有效

• 申請號: 202011229349.4
• 申請日: 2020-11-06
• 公開（公告）號: CN112403475B
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發明（設計）人: 孫予罕;王慧;馬春輝;杜洋;張磊
• 申請（專利權）人: 上海簇睿低碳能源技術有限公司
• 主分類號: B01J23/83
• 分類號: B01J23/83;B01J35/10;B01J37/03;B01J37/08;C01B3/40
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 徐俊

本發明公開了一種用于二氧化碳重整制合成氣的催化劑的制備方法，其特征在于，以Ni、Fe為活性相，La₂O₃為助劑，通過共沉淀法合成Ni?Fe?La?Ca?Al?HTLcs類水滑石前驅體，然后經過焙燒得到Ni?Fe/La₂O₃/Ca(Al)O催化劑。本發明通過減小活性組分晶粒尺寸、增強載體?金屬的相互作用、提高金屬的分散性來提高催化劑的穩定性和抗積碳性能，制備的催化劑具有高分散、活性高、穩定性好等特點。

技術領域

本發明屬于二氧化碳及烴類利用技術領域，具體涉及一種用于二氧化碳重整制合成氣的催化劑的制備方法。

背景技術

煤炭、石油、天然氣三大化石能源，依然是目前人類使用的主要燃料，而中國是最大的能源消費國，占全球能源消費量的23.2％和全球能源消費增長的33.6％。然而，化石燃料燃燒產生大量的溫室氣體與有毒有害氣體，引起生態環境惡化，我國能源消費產生的碳排放在2017年增長1.6％。因此，加速推進能源方向轉型，優化能源結構勢在必行。

頁巖氣、天然氣等資源在我國儲量相當豐富，但卻占能源消耗總量的比例極低，故合理使用開發天然氣成為了解決這些難題的主要方法。天然氣資源的主要成分以甲烷為主，并且含少量乙烷和丙烷等低碳烷烴成分，因而甲烷、乙烷和丙烷的轉化是天然氣利用的關鍵。將二氧化碳和甲、乙和丙烷混合烴類重整反應，提供了一條高效合理利用天然氣和二氧化碳的重要途徑，生成的H₂和CO能生產具有更高附加值的化工產品。

專利CN201710815722.6公開了一種用于甲烷和二氧化碳重整反應的鎳負載碳化硅催化劑及其制備方法。該催化劑為鎳負載碳化硅催化劑，孔容為0.1～0.4cm³/g，比表面積為95～400m²/g，孔徑為1～11nm，鎳負載量為4～10wt％，其余為碳化硅有序介孔材料。所得催化劑制備過程復雜、活性不高，不利于大規模工業化應用。

專利CN201610214408.8公開了一種甲烷二氧化碳重整制合成氣的催化劑。該發明以復合活性炭為載體，以鎳、鈷為活性組分，以鐵、鉀、鈰、銅或鋅為助催化劑組分。將制得的復合活性炭采用HNO₃溶液進行改性、焙燒，得到催化劑載體；再借助超聲波，通過浸漬法將鎳、鈷、鐵、鉀、鈰、銅、鋅負載在載體上，然后過濾、干燥、焙燒、還原得到催化劑。該催化劑雖然比表面積大，成本低，但制備過程中使用1～15％硝酸溶液，對容器材質要求較高，存在環保和安全隱患。

二氧化碳烴類重整反應綜合利用兩種溫室氣體生產合成氣，具有經濟、環保等多重意義。然而催化劑高溫燒結、因積炭而失活限制了其工業應用。開發高活性與穩定性、抗積炭能力的催化劑是研究二氧化碳烴類重整反應的重點。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：現有催化劑經高溫燒結，容易因積炭而失活的問題。

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種用于二氧化碳重整制合成氣的催化劑的制備方法，其特征在于，以Ni、Fe為活性相，La₂O₃為助劑，通過共沉淀法合成Ni-Fe-La-Ca-Al?HTLcs類水滑石前驅體，然后經過焙燒得到Ni-Fe/La₂O₃/Ca(Al)O催化劑。

優選地，上述制備方法包括以下步驟：