一种合成气甲烷化制天然气催化剂的制备方法与流程

文档序号:12147318阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种合成气甲烷化制天然气催化剂的制备方法,所述催化剂包括第一活性组分、第二活性组分、第一助剂、第二助剂和载体;所述第一活性组分为Ni,第二活性组分为Mo,第一助剂为Fe,第二助剂为Ce、Co和 V中的一种或几种,优选Ce;载体为氧化铝、氧化硅中的任一种;以催化剂中各元素质量占催化剂质量的百分比为基准,活性组分的含量为15wt%~25wt%,第一助剂的含量为1wt%~3wt%,第二助剂的含量为1wt%~5wt%,余量为载体;所述催化剂的制备方法包括如下步骤:

(1)将第一活性组分前驱体、第一助剂前驱体溶于水中,得到溶液A;

(2)载体加入到步骤(1)得到的溶液A中,经浸渍、老化、干燥、焙烧处理后,得到催化剂前体B;

(3)采用还原气氛对步骤(2)得到的催化剂前体B进行还原处理;

(4)将第二助剂前驱体溶于水中,得到溶液C,并与糠醛水溶液混合均匀,然后与步骤(3)得到的催化剂前体B一起加入到高压反应釜中;

(5)将水溶性高分子聚合物、第二活性组分前驱体溶于水中,得到溶液D;将溶液D加入到步骤(4)所述的高压反应釜中,密封后用氢气置换2~5次,然后调节氢气压力至2~4MPa,在100~200℃下反应1~3h;

(6)待步骤(5)得到的固液混合物降至20~30℃,加入无水乙醇或柠檬酸水溶液,放置1~2h,然后过滤,所得固体样品再经干燥、焙烧处理后,得到催化剂。

2.按照权利要求1所述的方法,其特征在于:步骤(1)中所述第一活性组分前驱体为硝酸镍、醋酸镍、硫酸镍、氯化镍中的一种或多种,优选为硝酸镍。

3.按照权利要求1所述的方法,其特征在于:所述第一助剂前驱体为铁的可溶性盐,具体为硝酸铁、氯化铁、硫酸铁中的一种或几种,优选为硝酸铁。

4.按照权利要求1所述的方法,其特征在于:所述溶液A中,第一活性组分以元素计,在溶液A中的质量分数为1%~7%,第一助剂组分以元素计,在溶液A中的质量分数为1%~5%。

5.按照权利要求1所述的方法,其特征在于:步骤(2)中所述的浸渍为等体积浸渍,浸渍时间为1~3h。

6.按照权利要求1所述的方法,其特征在于:步骤(2)中所述老化温度为10~90℃,优选为20~60℃,老化时间为1~24h,优选为4~12h。

7.按照权利要求1所述的方法,其特征在于:步骤(2)与步骤(6)中所述干燥温度为70~150℃,优选为80~120℃,干燥时间为2~12h,优选为4~8h。

8.按照权利要求1所述的方法,其特征在于:步骤(2)与步骤(6)中所述焙烧温度为350~650℃,优选为400~600℃,焙烧时间为2~12h,优选为4~8h。

9.按照权利要求1所述的方法,其特征在于:步骤(2)中所述催化剂前体B中,负载的镍以元素重量计,为最终催化剂的1wt%~5wt%,负载的铁以元素重量计,为最终催化剂的1wt%~3wt%。

10.按照权利要求1所述的方法,其特征在于:步骤(3)中所述的还原气氛为氢气或者氢气与氮气的混合气体,所述混合气体中氢气体积含量为10%~95%。

11.按照权利要求1所述的方法,其特征在于:步骤(4)中所述的第二助剂前驱体为硝酸铈、硝酸钴、偏钒酸铵中的一种或几种,优选为硝酸铈。

12.按照权利要求1所述的方法,其特征在于:步骤(4)中所述溶液C中,第二助剂以元素计,在溶液C中的质量分数为1%~6%。

13.按照权利要求1所述的方法,其特征在于:步骤(4)中所述糠醛水溶液中糠醛的质量分数为30%~50%。

14.按照权利要求1所述的方法,其特征在于:步骤(4)中所述糠醛水溶液与溶液C的质量比为3~5。

15.按照权利要求1所述的方法,其特征在于:步骤(4)中所述溶液C与糠醛水溶液的总质量与步骤(3)得到的还原后催化剂前体B的质量比为3~6。

16.按照权利要求1所述的方法,其特征在于:步骤(5)中所述水溶性高分子聚合物为聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇中的一种或几种。

17.按照权利要求1所述的方法,其特征在于:步骤(5)中所述第二活性组分前躯体为Mo的可溶性盐,具体四钼酸铵和/或钼酸铵,优选为钼酸铵。

18.按照权利要求1所述的方法,其特征在于:步骤(5)中所述溶液D中,第二活性组分前驱体中所含钼以元素计在溶液D中的质量分数为0.5%~3%,水溶性高分子聚合物在溶液D中的质量分数为Mo元素质量分数的2~5倍。

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