[发明专利]一种输送床甲烷化催化剂及其制备方法

说明书

本发明提供一种输送床甲烷化催化剂，属于输送床甲烷化催化剂技术领域。以氧化物质量百分比计，所述催化剂包括30wt％～60wt％的活性组分前驱体和40wt％～70wt％的粘结剂，其中，以金属原子的摩尔分数计，所述活性组分前驱体中含有60～80摩尔分数的镍原子和20～40摩尔分数的锰原子，所述粘结剂为锆铝凝胶。本发明还提供所述催化剂的制备方法，所述催化剂由活性组分前驱体与粘结剂的混合物在150℃～400℃下喷雾干燥(请提供喷雾干燥的时间)，然后在300℃～450℃下煅烧1～3小时制备得到。本发明输送床甲烷化催化剂能够在保持甲烷化催化剂高活性、高稳定性的前提下，具备足够的机械强度和耐磨损性，从而可用作输送床反应器的甲烷化催化剂。

技术领域

本发明属于输送床甲烷化催化剂技术领域，具体为一种输送床甲烷化催化剂及其制备方法。

背景技术

天然气具有高效，洁净，传输方便的特征，是一种较理想的清洁能源，随着城市化进程的加快和人民生活水平的提高，人们对天然气的需求呈快速增长势头。天然气供需出现较大缺口。

我国在能源方面的资源特点是富煤、少气、贫油。因此，煤炭消费占能源一次消费的比重较高。由于煤制天然气的能量转化率高，耗水量低，废弃物处理相对简单，成为最为有效的煤炭的利用方式。为充分利用我国丰富的煤炭资源，特别是低品位的褐煤资源，我国的许多地方采用的是将煤制备合成天然气再进行供应的途径。以煤制备合成天然气是解决煤炭清洁利用和解决天然气供应不足矛盾的有效措施之一。

以煤制备合成天然气的工艺流程主要包括煤的气化、部分变换、煤气净化和甲烷化四个部分，其技术路线的核心是合成气甲烷化工艺，而合成气甲烷化工艺的关键则是甲烷化的催化剂。目前，国内外开发的甲烷化催化剂均为固定床催化剂，不适合输送床工艺。

输送床反应器具有传热效果好、温度分布均匀，催化剂内扩散阻力小等优点，但催化剂与反应器壁的碰撞摩擦剧烈，对催化剂颗粒的机械强度和耐磨性要求高。因此，开发具有自主知识产权的输送床甲烷化催化剂是非常有必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种输送床甲烷化催化剂，该催化剂能够在保持甲烷化催化剂高活性、高稳定性的前提下，具备足够的机械强度和耐磨损性，从而可用作输送床反应器的甲烷化催化剂。本发明目的通过下述技术方案来实现：

一种输送床甲烷化催化剂，以氧化物质量百分比计，所述催化剂包括30wt％～60wt％的活性组分前驱体和40wt％～70wt％的粘结剂，其中，以金属原子的摩尔分数计，所述活性组分前驱体中含有60～80摩尔分数的镍原子和20～40摩尔分数的锰原子，所述粘结剂为锆铝凝胶。

作为本发明一种输送床甲烷化催化剂的一个具体实施例，所述催化剂由活性组分前驱体与粘结剂的混合物在150℃～400℃下喷雾干燥20s～80s，然后在300℃～450℃下煅烧1～3小时制备得到。

作为本发明一种输送床甲烷化催化剂的一个具体实施例，所述混合物中，活性组分前驱体与粘结剂的质量比为1～6:1～7。

作为本发明一种输送床甲烷化催化剂的一个具体实施例，所述活性组分前驱体为可溶性镍盐和可溶性锰盐的混合金属盐溶液与碳酸盐或碳酸氢盐溶液在加热搅拌条件下发生共沉淀反应，过滤洗涤后制备得到。

作为本发明一种输送床甲烷化催化剂的一个具体实施例，所述可溶性镍盐和可溶性锰盐混合金属盐溶液的质量分数为5％～20％，所述碳酸盐或碳酸氢盐溶液的质量分数为10％～20％。

作为本发明一种输送床甲烷化催化剂的一个具体实施例，所述粘结剂为氢氧化锆凝胶和氢氧化铝凝胶的混合物，其中以金属原子的摩尔分数计，锆原子的摩尔分数为40～70，铝原子的摩尔分数为30～60。

作为本发明一种输送床甲烷化催化剂的一个具体实施例，所述催化剂的粒度分布为20～300μm，堆积密度为0.6～1.0g/ml。这种催化剂颗粒属于A类颗粒，极易在输送床中流化。