[发明专利]一氧化碳加氢制甲烷用急冷骨架镍催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明属于能源化工技术领域，具体为一种一氧化碳加氢制甲烷用急冷骨架镍催化剂及其制备方法和应用。本发明的骨架镍催化剂由急冷法制取镍‑铝合金后，采用碱抽提法得到。该催化剂用于低温（250℃）液相一氧化碳或二氧化碳加氢反应，能够将一氧化碳直接、高效地转化为甲烷，催化剂的比活性可达5.49 mol_CO mol_Ni⁻¹ h⁻¹，甲烷选择性在反应过程中始终保持在95%左右。本发明的催化剂不仅催化活性与钌基催化剂等贵金属催化剂相当，且催化剂甲烷选择性远高于现有贵金属催化剂，同时液相反应体系可以有效解决反应热传递和转移困难的问题，具有良好的环保意义和工业应用前景。

技术领域

本发明属于化工技术领域，具体涉及一氧化碳加氢制甲烷用催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

甲烷，即天然气，是一种优质、高效、清洁的低碳能源，可与核能及可再生能源等其他低排放能源形成良性互补。我国能源结构具有富煤、少气、贫油的特点，天然气储量有限，且分布不均匀。发展煤制天然气技术是优化我国能源结构、实现煤炭资源的清洁高效转化和解决我国天然气短缺的重要途径。

甲烷化反应是煤制天然气的核心技术，主要反应为一氧化碳甲烷化反应和二氧化碳甲烷化反应（J. Kopyscinski, T. J. Schildhauer, S. M. A. Biollaz. Productionof synthetic natural gas (SNG) from coal and dry biomass-A technology reviewfrom 1950 to 2009 [J]. Fuel, 2010, 89(8): 1763–1783）。目前，甲烷化反应在工业上亟需解决的主要问题是甲烷化反应器和催化剂。由于甲烷化为强放热反应，甲烷化反应器应具有较好的传质和传热能力。目前工业上多以固定床作为甲烷化反应器，而现有甲烷化催化剂低温活性不高，较高的工作温度和反应过程中的大量放热对反应器和催化剂的稳定性提出了极高的要求。低温液相合成甲烷技术可以通过浆态床实现工业化，从而以液体为载体及时移除反应热，能有效解决反应温度过高造成热力学限制以及导致催化剂烧结而失活的问题（C. X. Xiao, Z. P. Cai, T. Wang, Y. Kou, N. Yan. Aqueous-phaseFischer–Tropsch synthesis with a ruthenium nanocluster catalyst [J]. Angew.Chem. Int. Ed. 2008, 47(4): 746–749）。