[发明专利]一种甲烷合成催化剂的制备方法

说明书

本发明提供一种甲烷合成催化剂的制备方法，将金属镍、金属铝和多孔硅按照一定比例混合，经熔融、雾化、干燥、筛分、活化、水洗等工序后，制备甲烷合成催化剂。采用本发明的方法所制备的甲烷合成催化剂为镍‑硅复合骨架的催化剂，提高了催化剂的熔点，具有更大的孔径，能提高催化剂的活性，避免因结炭堵塞催化剂的孔道而发生催化剂失活现象。

技术领域

本发明属于煤化工领域，具体涉及一种甲烷合成催化剂的制备方法。

背景技术

甲烷广泛应用于民用和工业中。作为燃料，如天然气和煤气；作为化工原料，可以用来生产乙炔、硝氯基甲烷、二硫化碳、一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳和氢氰酸等。

我国的能源资源特点是少油、贫气、富煤。煤炭资源相对丰富，充分利用廉价的煤炭资源生产甲烷，其能量利用率高、单位热值耗水量低，是解决我国天然气供需矛盾的重要途径。合成甲烷技术主要包括煤直接合成甲烷技术、煤经合成气制取甲烷技术、生物制合成甲烷技术、CO₂甲烷化合成甲烷技术、焦炉气合成甲烷技术等。其中煤经合成气制取甲烷技术研究最为广泛。

煤经合成气制取甲烷技术又叫蒸汽氧化气化法，主要反应分为两步：

⑴煤气化制合成气：C+O₂→CO₂，C+H₂O→CO+H₂，C+CO₂→2CO；

⑵甲烷合成：CO+3H₂→CH₄ +H₂O。

煤经合成气制取甲烷技术，也称为两步法煤制甲烷技术，其选用的催化剂为镍基催化剂，活性高，选择性好而且价格低廉，常用的甲烷化反应器有固定床反应器和流化床反应器，目前该工艺已经有商业化应用。

甲烷化催化剂通常以Al₂O₃为载体，如专利US 3933833公开的甲烷化催化剂以高纯γ-Al₂O₃为载体，负载活性组分氧化镍和氧化钴。

专利CN 1043639A公开的甲烷化催化剂以Al₂O₃为载体，镍为活性组分，以稀土金属或碱土金属为助催化剂。

专利CN 1043449A公开的甲烷化催化剂，镍为活性组分，稀土金属和镁为助催化剂，其余为氧化铝。

这些甲烷化催化剂以氧化铝为载体，在微量COx的甲烷化反应中使用，反应温度不高，反应气体中水蒸气分压较低，催化剂具有良好的稳定性。

但这些催化剂的载体水热稳定性差，并且还面临着甲烷化反应中的积碳问题。

由于甲烷化反应为强放热反应，目前绝大多数反应温度都达到600℃以上，这就需要催化剂具有很好的热稳定性。

专利CN 1033635A公开的甲烷化催化剂以镁铝尖晶石为载体，镍为活性组分，催化剂在600℃以上温度反应具有很好的活性和稳定性。

发明内容

发明目的：本发明提供一种以多孔硅为骨架，镍为活性单元的煤制甲烷合成催化剂，解决现有甲烷合成催化剂因结炭导致催化剂活性下降的问题。

技术方案：本发明的目的通过下述技术方案实现：

本发明提供一种甲烷合成催化剂的制备方法，所述催化剂通过以下步骤制备：

⑴熔融：将金属镍、金属铝、多孔硅按照比例加入到熔炼炉中熔融；

⑵雾化：将熔融的物料进行高压水雾化；

⑶干燥：将雾化后的合金粉干燥；

⑷筛分：将干燥后的合金粉筛分；