[发明专利]一种低温甲烷化催化剂的制备方法和用途

说明书

本发明公开了一种低温甲烷化催化剂的制备方法和用途。Ni、ZrO金属盐混合，螯合剂加入到金属盐混合溶液中，形成凝胶混合液，然后脱水，得到湿凝胶，干燥、研磨煅烧、造粒、压片，得到一种低温甲烷化催化剂。本发明提供的催化剂在260℃反应条件下，经过450℃焙烧，催化剂CO转化率达到68.2%，具有最佳的活性稳定性。该制备方法工艺简单，绿色环保，催化剂反应温度更低、能耗更小、操作简单、稳定性好、生产容易、成本低廉，而且在低温环境下具有高催化活性和较长使用寿命的催化剂。

技术领域

本发明属于催化技术领域，涉及一种低温甲烷化催化剂的制备方法和用途。

背景技术

碳中和指在一定时间内直接或间接产生的温室气体排放总量，通过植树造林、节能减排等形式，以抵消自身产生的二氧化碳排放量，实现二氧化碳“零排放”。碳中和作为一种新型环保形式，被越来越多的大型活动和会议采用，推动了绿色的生活、生产，实现全社会绿色发展。

我国是一个“富煤、贫油、少气”的国家，开发煤制 SNG 技术进而建设煤制 SNG 装置在高油价时代具有较好的经济效益，对解决煤炭资源的综合利用问题，缓解中国油气资源短缺的现状，维护我国的能源安全，实现 CO₂减排、保护环境均具有重要意义。

目前，国内的低温甲烷化技术不够成熟。

中国专利申请CN108479844A公开了一种CO低温选择性甲烷化镍基催化剂及其制法和应用，该催化剂是以金属Ni为活性组分，以Zr掺杂介孔分子筛Zr#SBA#16为载体的负载型催化剂，虽然发明的镍基催化剂能够在较低的温度(180～230℃)下将富氢重整气中的CO深度去除至10ppm以下，同时CO甲烷化反应的选择性高于50％，但是介孔分子筛成本高，稳定性不足，催化剂活性略低。

中国专利申请CN107376925B提供了一种低温高活性二氧化碳甲烷化催化剂及其制备方法，采用CO(NH₂)₂代替NaOH和Na₂CO₃，通过在90～120℃下缓慢水解提供沉淀所需要的OH^-和CO2-生成均一的[Ni1-x2+Alx3+(OH)2]x+(CO3)x/22-沉淀，该催化剂在150℃～250℃左右开始起活，260℃～400℃达到90％以上的CO₂转化率和接近100％的CH₄选择性，并具有良好的水热稳定性，但是制备过程CO(NH₂)₂分解不完全容易造成水溶液氮含量高，环保处理成本高。

中国专利申请CN104511314A公开了一种低温甲烷化催化剂，其包括：有机高分子材料载体、负载在有机高分子材料载体表面的雷尼合金粒子，所述的雷尼合金含有30-60wt％的镍、0.01-5wt％的铁、0.01-5wt％的铬、0.01-5wt％的镧和30-60wt％的铝，该催化剂具有在低温甲烷化反应中活性高等优点，但是高分子载体成本高。

因此开发一种低温甲烷化催化剂是十分必要的。

发明内容

发明目的：本发明提供一种低温甲烷化催化剂的制备方法。

本发明的主要技术方案：低温甲烷化催化剂的制备方法，其特征在于，Ni、ZrO金属盐水溶液与螯合剂混合制得凝胶混合液，凝胶混合液脱水得到湿凝胶；湿凝胶干燥，研磨煅烧、造粒、压片，得到低温甲烷化催化剂。

一般地，本发明方法中，控制搅拌温度在20℃-50℃，将Ni、ZrO金属盐按比例混合，将螯合剂加入到金属盐混合溶液中，形成凝胶混合液。

所述螯合剂与镍、锆之和比为（1-1.2）: 1，其中镍锆之比为3: 1。

所述将螯合剂加入到Ni、ZrO金属盐混合溶液的过程中， pH控制在7-9。

所述螯合剂选自葡萄糖酸、酒石酸、柠檬酸中的一种或者几种。