本发属于催化剂,具体涉及一氧化碳甲烷化反应的催化剂及制备方法,属于催化剂制备。
背景技术:
1、我国的化石能源分布特点是多煤,少气少油。我国褐煤储量两千多亿吨,主要分布于云南东部、内蒙古东部,东北等地区,褐煤燃烧值低,燃烧后产生含有硫等污染环境的酸性气体,且基本位于偏远地区不易运输。甲烷是一种清洁、安全、便捷的优质能源,燃烧值高,方便管道输送。我国甲烷在一次能源中占比约为4%左右,低于世界占比的24.5%。煤基合成气制甲烷是提高褐煤热值,便于能源输送的一条有效途径,同时增加我国甲烷在一次能源中占比。
2、目前甲烷化催化剂多采用浸渍法制备的负载型镍基催化剂,镍基催化剂活性低,该方法制备的催化剂需要通过两次或多次浸渍活性组分,活性组分与载体间相互作用不强,镍晶粒载体表面容易团聚,活性组分容易脱落,造成活性下降。
3、如中国专利号cn201110421293.7公开一种以al2o3或tio2为载体制备的甲烷化催化剂,负载活性组分ni,还原温度为400℃,co转化率较低约为84%左右,甲烷选择性约为91%。
4、中国专利号cn1043639a公开了一种以al2o3为载体,镍为活性组分的,通过负载添加稀土金属或负载碱土金属为助剂的催化剂,该催化剂载体需要经老化处理,浸渍活性组分,最后焙烧得到催化剂。
5、中国专利号cn201310045850.9中提出一种以al2o3为载体,化学共沉淀法制备的耐高温甲烷化催化剂,催化剂在制备过程中由于活性组分ni与载体间的强相互作用生成大量的镍铝尖晶石,镍铝尖晶石结构稳定,难以还原,高温条件下催化剂活性衰减快,热点下移明显。
6、已报道的不同方法制备的甲烷化催化剂,在高温、高水汽,高一氧化碳含量等工艺条件下,均容易出现催化剂烧结和表面积碳等现象,催化剂活性下降快。
技术实现思路
1、鉴于上述催化剂制备过程出现的不足,本发明目的是提供一种贵金属甲烷化催化剂及其制备方法,该催化剂制备工艺简单,成型后的催化剂适用空速高,结构稳定,转化率高,选择性好。
2、本发明提供如下技术方案:一种用于一氧化碳甲烷化反应的催化剂及制备方法,以γ-al2o3催化剂载体,活性组分ru,助催化剂pd,其中,γ-al2o3催化剂载体质量百分含量92-96%;活性组分ru质量百分含量3-5%,助催化剂pd百分含量1-3%。
3、本发明还提供了所述催化剂的制备方法,其催化剂的载体采用捏合法制备,活性组分、助催化剂利用浸渍法负载。
4、进一步地,所述催化剂载体采用拟薄水铝石、活性组分采用rucl3、助催化剂采用pdcl2。
5、进一步地,所述催化剂的制备包括以下步骤:(1)拟薄水铝石进行捏合,添加硝酸调节混合溶液ph值,静置;(2)捏合物烘干,粉碎、打片,升温焙烧,形成催化剂载体;(3)rucl3、pdcl2浸渍溶于去离子水;(4)将焙烧后催化剂载体,浸渍于配置好的活性组分、助催化剂溶液;(5)浸渍后催化剂经干燥,升温,制得一氧化碳甲烷化催化剂。
6、优选地,所述制备方法包括以下步骤:(1)称取拟薄水铝石置于捏合机,添加去离子水,进行捏合,添加硝酸调节混合溶液ph值,静置;(2)取出捏合物,置于120℃烘箱,干燥6-8h,粉碎、打片,马弗炉程序升温焙烧,形成催化剂载体;(3)按质量百分比称取rucl3、pdcl2,按等体积浸渍溶于去离子水;(4)将焙烧后催化剂载体,等体积浸渍于配置好的活性组分、助催化剂溶液2-4小时;(5)浸渍后催化剂经烘箱干燥,经程序升温,制得一氧化碳甲烷化催化剂。
7、进一步优选地,所述步骤(1)中,硝酸调节混合溶液ph值3-4,溶液静置24小时,静置后的固液物质物理分离小于5mm。
8、进一步优选地,所述步骤(2)中,烘干后前驱体,打片成4mm×4mm片剂;马弗炉程序升温,升温速率5-8℃/min,其中250-280℃停留2-3h,再以同样升温速率升至820-860℃,停留6-8h,形成催化剂载体。
9、进一步优选地,所述步骤(5)中,浸渍后催化剂120℃烘箱,干燥4-6h,经程序升温至260-320℃。
10、优选地,所述制备的催化剂采用湿法硼氢化钠溶液湿法还原。
11、本发明与现有技术相比有以下优点:
12、1.相比较传统一氧化碳甲烷化催化剂,引入贵金属活性组分,拓宽了一氧化碳甲烷化催化剂的选择;
13、2.相比较传统一氧化碳甲烷化催化剂活性组分含量少,活性物质分散好,不易团聚,与载体间结合力强,不易形成团聚;
14、3.催化剂制备工艺简单,生产工艺占地空间小,产能不受影响。
1.一种用于一氧化碳甲烷化反应的催化剂,它包括γ-al2o3催化剂载体,活性组分ru,助催化剂pd,其特征在于:所述γ-al2o3催化剂载体质量百分含量92-96%;活性组分ru质量百分含量3-5%,助催化剂pd百分含量1-3%。
2.根据权利要求1所述催化剂的制备方法,其特征在于所述催化剂的载体采用捏合法制备,所述活性组分、助催化剂利用浸渍法负载。
3.根据权利要求2所述催化剂的制备方法,其特征在于所述催化剂载体采用拟薄水铝石、活性组分采用rucl3、助催化剂采用pdcl2。
4.根据权利要求3所述催化剂的制备方法,其特征在于包括以下步骤:(1)拟薄水铝石进行捏合,添加硝酸调节混合溶液ph值,静置;(2)捏合物烘干,粉碎、打片,升温焙烧,形成催化剂载体;(3)rucl3、pdcl2浸渍溶于去离子水;(4)将焙烧后催化剂载体,浸渍于配置好的活性组分、助催化剂溶液;(5)浸渍后催化剂经干燥,升温,制得一氧化碳甲烷化催化剂。
5.根据权利要求4所述催化剂的制备方法,其特征在于包括以下步骤:(1)称取拟薄水铝石置于捏合机,添加去离子水,进行捏合,添加硝酸调节混合溶液ph值,静置;(2)取出捏合物,置于120℃烘箱,干燥6-8h,粉碎、打片,马弗炉程序升温焙烧,形成催化剂载体;(3)按质量百分比称取rucl3、pdcl2,按等体积浸渍溶于去离子水;(4)将焙烧后催化剂载体,等体积浸渍于配置好的活性组分、助催化剂溶液2-4小时;(5)浸渍后催化剂经烘箱干燥,经程序升温,制得一氧化碳甲烷化催化剂。
6.根据权利要求5所述催化剂的制备方法,其特征在于步骤(1)中,硝酸调节混合溶液ph值3-4,溶液静置24小时,静置后的固液物质物理分离小于5mm。
7.根据权利要求5所述催化剂的制备方法,其特征在于步骤(2)中,烘干后前驱体,打片成4mm×4mm片剂;马弗炉程序升温,升温速率5-8℃/min,其中250-280℃停留2-3h,再以同样升温速率升至820-860℃,停留6-8h,形成催化剂载体。
8.根据权利要求5所述催化剂的制备方法,其特征在于步骤(5)中,浸渍后催化剂120℃烘箱,干燥4-6h,经程序升温至260-320℃。
9.根据权利要求2-8之一所述催化剂的制备方法,其特征在于制备的催化剂采用湿法硼氢化钠溶液湿法还原。