[发明专利]酒石酸络合法制备甲烷化催化剂的方法

说明书

技术领域

本发明涉及催化剂的制备应用技术领域，特别涉及一种酒石酸络合法制备甲烷化催化剂的方法。

背景技术

煤制天然气是将煤经过气化生产的合成气再进行甲烷化的催化过程，这是目前我国缓解天然气供求矛盾的重要措施之一。在煤制天然气催化过程的工艺中，煤气化技术已经成熟，关键技术是甲烷化催化剂。

甲烷化催化剂一般由催化活性组分、助剂、催化剂载体等几部分构成。目前，大部分甲烷化催化剂的活性组分为VIII族的过渡金属元素，其中价格比较低廉、并且催化活性和选择性都比较好的镍是最佳的选择。催化剂载体有α-Al₂O₃、γ-Al₂O₃、ZrO₂、TiO₂、MgO、铝酸钙水泥等，其中γ-Al₂O₃是一种普遍使用的催化剂载体，镍-氧化铝催化剂是广泛使用的甲烷化催化剂体系。

制备镍-氧化铝甲烷化催化剂，通常采用化学沉淀的方法，将含有氧化铝载体、镍活性组分、助剂成分的溶液先沉淀出催化剂前驱物，然后经过滤、洗涤、干燥、焙烧、成型等操作单元，制成各种形状的催化剂。较早的具有代表性的专利US3988262、US3988263就是分别利用共沉淀和均相沉淀技术制备镍-氧化铝甲烷化催化剂的。另一种方法是以氧化铝为载体，浸渍镍活性组分、助剂等，然后经干燥、焙烧，制成镍-氧化铝甲烷化催化剂。如中国专利CN102259004A公开了一种甲烷化催化剂的制备方法，先用沉淀法制得Al₂O₃载体，然后采用浸渍法将活性组分和助剂负载到载体上，经高温焙烧后制得了活性高、热稳定性好的甲烷化催化剂。

但在镍-氧化铝甲烷化催化剂制备过程中，不论是采用沉淀法，还是采用浸渍法，在催化剂的制备过程中，镍活性组分和氧化铝载体都会程度不同的形成镍铝尖晶石，这样就降低镍的有效利用率。为了避免镍-氧化铝甲烷化催化剂在制备过程中形成镍铝尖晶石，人们对镍-氧化铝甲烷化催化剂的制备也进行了一些改进。

最近，中国专利CN102139218A公开了一种甲烷化催化剂的制备方法，先将Al₂O₃载体和MgO混合均匀，然后在1000～1500℃焙烧，使得部分Al₂O₃和MgO形成镁铝尖晶石，然后浸渍镍活性组分、镧等助剂，制备的催化剂具有活性高、机械强度高、热稳定性和抗积炭能力好等优点。但这种方法制备含有镁铝尖晶石的温度很高，能耗比较大，还需要进一步的完善。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供酒石酸络合法制备甲烷化催化剂的方法，即提出了一种新的镍-氧化铝甲烷化催化剂的制备方法，先以廉价的酒石酸作为络合剂，络合硝酸镁制成酒石酸-镁络合物，然后将酒石酸-镁络合物浸渍到活化处理的氧化铝或拟薄水铝石微球颗粒载体上，经干燥、焙烧制得氧化铝微球颗粒表面有一层MgAl₂O₄尖晶石壳的复合结构载体，然后以酒石酸-镍络合物作为活性组分、酒石酸-其它金属离子络合物作为助剂，制备出镍-氧化铝甲烷化催化剂。

为了达到上述目的，本发明的技术方案为：

酒石酸络合法制备甲烷化催化剂的方法，制备时不需要助剂时包括以下步骤：

步骤一、在氧化铝或拟薄水铝石粉中加入氧化铝质量20～30wt%的乙酸分散剂，在行星球磨机上球磨20～40min进行表面活化处理，制成活化的氧化铝或拟薄水铝石微球颗粒；所述的拟薄水铝石粉中Al₂O₃质量含量为74wt%；

步骤二、将酒石酸溶液与Mg(NO₃)₂·6H₂O等摩尔络合，配置酒石酸-镁络合物溶液；