[发明专利]一种高温型甲烷合成用催化剂、制备方法及甲烷合成方法

权利要求书

1.一种催化剂的制备方法，其包括下述步骤：

(1)将金属盐、水滑石、粘结剂和造孔剂的混合物加热，所述的加热的温度为50～110℃，所述的金属盐为镍盐与稀土元素盐的混合物、或者镍盐与钴盐的混合物；

(2)按0.1～10℃/min的升温速率升温至300～450℃进行第一次烧蚀；冷却至10～30℃，模压成型，按0.1～10℃/min的升温速率升温至500～800℃进行第二次烧蚀；即可。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的镍盐为硝酸镍；

和/或，所述的钴盐为硝酸钴；

和/或，所述的稀土元素盐为硝酸镧；

和/或，所述的水滑石为镁含量为6～10mol％、铝含量为10～15mol％的水滑石；

和/或，所述的粘结剂为高岭土、蒙脱土、硅藻土、三氧化二铝、二氧化硅和硅铝溶胶中的一种或多种；

和/或，所述的造孔剂为田菁粉、PEG和炭黑中的一种或多种。

3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的金属盐中，所述的镍盐与稀土元素盐的质量比为(4.5～6)：1，所述的镍盐与钴盐的质量比为(8～10)：1；

和/或，所述的金属盐与所述的水滑石的质量比为(1.2～1.5)：1；

和/或，所述的金属盐与所述的粘结剂的质量比为(0.5～0.8)：1；

和/或，所述的金属盐与所述的造孔剂的质量比为(0.3～0.5)：1。

4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的第一次烧蚀的时间为1～4小时，较佳地为2小时；

和/或，所述的第一次烧蚀的升温速率为5℃/min；所述的第一次烧蚀的温度为400～430℃；

和/或，所述的第二次烧蚀的时间为1～4小时，较佳地为2小时；

和/或，所述的第二次烧蚀的升温速率为5℃/min；所述的第二次烧蚀的温度为600℃。

5.如权利要求1～4中任一项所述的制备方法制得的催化剂。

6.一种甲烷合成方法，其包括下述步骤：以合成气为新鲜原料，采用如权利要求5所述的催化剂，在一包括一第一反应器和一第二反应器的系统中进行；所述第一反应器与第二反应器连通；该合成方法可采用下述方法中的任意一种：

方法一、第一反应器出口物料或第二反应器出口物料作为循环物料回流至第一反应器入口与新鲜原料混合；

方法二、新鲜原料作为分流物料分流至第二反应器入口。

7.如权利要求6所述的甲烷合成方法，其特征在于，所述的合成气中，氢气与一氧化碳的摩尔比为2.5～3.3；

和/或，方法一中，所述的循环物料与所述的新鲜原料的摩尔比为0.6～1.5；

和/或，方法一中，所述的第一反应器的入口温度为220～350℃，所述的第二反应器的入口温度为240～330℃；

和/或，方法一中，所述的循环物料中甲烷的体积比为35～48％；

和/或，方法一中，所述的循环物料与第一反应器或第二反应器的出口总物料的摩尔比为0.2～0.8。

8.如权利要求6所述的甲烷合成方法，其特征在于，方法二中，所述的分流物料与所述的新鲜原料的摩尔比为0.4～0.6；

和/或，方法二中，所述的第一反应器的入口温度为220～350℃，所述的第二反应器的入口温度为240～330℃。

9.如权利要求6所述的甲烷合成方法，其特征在于，所述的系统的压力为1.0～4.0MPa；

和/或，所述的系统的反应温度为650～780℃；

和/或，所述的新鲜原料的进料空速为5000～15000h^-1。

10.如权利要求6所述的甲烷合成方法，其特征在于，在所述的第二反应器后还连通一第三反应器；所述的第三反应器的入口温度较佳地为250～350℃。