本发明专利技术公开一种适用于高空速的蜂窝状甲烷化催化剂，包括载体、活性组分和助剂，载体为涂覆Al2O3膜的堇青石蜂窝状陶瓷，活性组份为Ni，第一助剂为碱土金属氧化物CaO和MgO中的一种，第二助剂稀土金属氧化物La2O3。该催化剂使用空速高（50000h-1~100000h-1），催化剂用量少；活性组份分散在蜂窝状载体上，利用率高、含量低，从而降低了催化剂的生产成本；蜂窝状结构对合成气的阻力小，合成气通过催化剂床层的压降低；以碱土金属氧化物CaO或MgO为第一助剂，改善载体表面酸性，提高催化剂抗积碳性；以La2O3为第二助剂，有助于提高NiO颗粒分散性，促进NiO还原，进而提高催化剂的活性。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开一种适用于高空速的蜂窝状甲烷化催化剂，包括载体、活性组分和助剂，载体为涂覆Al2O3膜的堇青石蜂窝状陶瓷，活性组份为Ni，第一助剂为碱土金属氧化物CaO和MgO中的一种，第二助剂稀土金属氧化物La2O3。该催化剂使用空速高（50000h-1~100000h-1），催化剂用量少；活性组份分散在蜂窝状载体上，利用率高、含量低，从而降低了催化剂的生产成本；蜂窝状结构对合成气的阻力小，合成气通过催化剂床层的压降低；以碱土金属氧化物CaO或MgO为第一助剂，改善载体表面酸性，提高催化剂抗积碳性；以La2O3为第二助剂，有助于提高NiO颗粒分散性，促进NiO还原，进而提高催化剂的活性。【专利说明】
本专利技术属于化工领域，涉及甲烷化催化剂的制备，具体为一种适用于高空速的蜂 窝状甲烷化催化剂及其制备方法。
技术介绍
目前我国天然气资源不足，电力和民用燃气消费不断增长，造成供需矛盾突出，调 峰压力增大等问题。按照业界普遍认同的预测数据，到2020年，我国天然气市场需求量约 为3000亿立方米，而国产天然气量只1500亿立方米左右，届时天然气对外依存度可能达 50%。 利用我国丰富的煤炭资源，积极发展煤基合成气制天然气，从偏远的富煤产地用 长输管线送到全国消费市场，可缓解天然气的供需矛盾，具有很好的经济和社会效益。 目前国家发改委已连续批准了包括中海油内蒙古鄂尔多斯、大唐国际内蒙赤峰、 辽宁阜新、庆华集团新疆伊犁等15个煤制天然气项目，总产能达660亿立方米，另外还有多 个项目正在计划。已开工的煤制天然气项目均是采用国外的甲烷化技术。目前国外甲烷化 技术主要有托普索公司开发的甲烷化循环工艺（TREMPTM)和戴维公司的煤气甲烷化技术 (CRG技术）。国外甲烷化工艺技术的转让费及配套催化剂售价均相当昂贵。鉴于此，我国 迫切需要开发出国产化的甲烷化技术。 近年来，国内研究机构在甲烷化催化剂的制备和性能研究领域开展了研究工作。 CN101468311提供了一种用于煤制气甲烷化的催化剂，以Ni为主要活性组分，稀上金属（以 La为主）作为第一助剂，Sr为主和Cr,V，W，Mo中至少一种作为第二助剂，得到的催化剂属 层状材料；CN102114425A报道了一种煤制气甲烷化用催化剂及其制备方法，该催化剂是在 双介孔分布的Y-Al2O3载体上载有NiO和La2O3，传递阻力小，利于反应物和产物的扩散，不 容易产生积碳；CN102513119A报道了一种以氧化铝为载体，镍为主要活性组分，稀土为助 剂的甲烷化催化剂，具有强度高，活性好，同时具有变换等优异性能。 以目前发表的催化剂相关专利信息分析，甲烷化催化剂的活性组份为Ni;常用载 体一般为A1203、Zr02、Ti02、SiO2 等；助剂涉及Li、K、Mg、Ca、Al、Sr、Ba、Ti、Cr、Mn、Fe、Co、 Cu、Zr、Mo、La、Ce、Sm等。催化剂制备方式主要为沉淀法和浸渍法，采用不同的制备条件、 活性组分及助剂加入方式等，得到的催化剂微观形态各异，目标均为高活性和稳定性。 但目前关于减少催化剂用量、降低催化剂生产成本的研究报道较少。尚未见高空 速SOOOOtr1)及蜂窝状甲烷化催化剂的报道。高空速条件运行，可较少催化剂用量；蜂 窝状结构对合成气的阻力小，合成气通过催化剂床层的压降低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对以上技术问题，提供一种用于煤制天然气过程中的高空速 的蜂窝状甲烷化催化剂，该催化剂使用空速高，为δΟΟΟΟΙΓ1?ΙδΟΟΟΟΙΓ1，活性好，生产成本 低。 本专利技术的另外一个目的为提供了一种上述催化剂的制备方法。 本专利技术目的通过下述技术方案来实现： 一种适用于高空速的蜂窝状甲烷化催化剂，包括载体、活性组分和助剂，所述载体 为涂覆Al2O3膜的堇青石蜂窝状陶瓷，所述活性组份为Ni,所述的助剂包括第一助剂和第二 助剂，其中第一助剂为碱土金属氧化物CaO和MgO中的任意一种或两种的混合物，第二助剂 为稀土金属氧化物La2O3。 适用于高空速的蜂窝状甲烷化催化剂，各组分以质量百分比计，堇青石蜂窝状陶 瓷：65%?85%，NiO:5%?15%，Al2O3 :2%?7%，，CaO或MgO:2%?5%，La2O3 :2%? 8%，各组分的质量百分含量之和为100%。 所述的高空速蜂窝状甲烷化催化剂的方法，该方法采用浸渍法制备涂覆Al2O3膜 的堇青石蜂窝状陶瓷载体，再利用浸渍法将活性组份、助剂负载在载体上。 优选的，上述制备方法包括： (1)浸渍法制备涂覆Al2O3膜的堇青石蜂窝状陶瓷载体：将堇青石在硝酸铝溶液中 浸渍，干燥、焙烧制得涂覆Al2O3膜的堇青石蜂窝状陶瓷载体。 ⑵浸渍法制备催化剂：将步骤⑴所制得的载体在含有镍、钙和镁中的一种、镧 的硝酸盐溶液中浸渍，干燥、煅烧即得。 空速蜂窝状甲烷化催化剂制备方法，具体包括以下步骤： (I)Al2O3膜浸渍液的配制：将硝酸铝溶于蒸馏水中配制成浸渍液A;所述的硝酸铝 为（Al(NO3)3 · 9H20,浓度为 267.Og/L-935. 5g/L。 (2)Al2O3膜的负载：将堇青石蜂窝状陶瓷浸渍于浸渍液A中，浸渍结束后，经过干 燥和煅烧过程制得涂覆Al2O3膜的堇青石蜂窝状陶瓷载体B;堇青石蜂窝状陶瓷的孔结构为 50-150孔/平方英寸。 (3)活性组份和助剂浸渍液的配制：将镍、镧和钙或镁的硝酸盐溶于蒸馏水中配 制成浸渍液C;所述的镍的硝酸盐为Ni(NO3)2 · 6H20,浓度为316.Og/L-698. 5g/L;镧的硝 酸盐为La(NO3) · 6H20,浓度为57. 3g/L-230. 6g/L;钙的硝酸盐为Ca(NO3)2 · 4H20,浓度为 91. 3g/L-228. 3g/L;镁的硝酸盐为Mg(NO3)2 · 6H20,浓度为 161. 3g/L-403. 6g/L。 (4)活性组份和助剂的负载：将载体B浸渍于浸渍液C中，然后取出干燥，干燥后 样品再次浸渍，浸渍结束后的样品经过干燥和煅烧过程制得所述甲烷化催化剂。 步骤⑵和⑷所述的浸渍温度为50_90°C，时间为2h_6h;步骤⑵和（4)所述 的干燥温度为60-100°C，时间为12-24h;煅烧温度为400°C_600°C，时间为4h-6h。 与现有技术相比，本专利技术的有益效果为： (一）该催化剂使用空速高（500001Γ1?1000001Γ1)，催化剂用量少； (二）活性组份分散在蜂窝状载体上，利用率高、含量低，从而降低了催化剂的生 产成本； (三）蜂窝状结构对合成气的阻力小，合成气通过催化剂床层的压降低。 【专利附图】【附图说明】 图1是甲烷化催化剂的制备流程图 图2是甲烷化催化剂评价实验装置示意图。 其中，1-1U-2和1-3均为流量计；2-1和2-2均为稳压器；3-蒸发混合器；4-反 应器；5-贮水罐；6-水泵；7-冷却分离；8-湿式流量计；9-切换阀 【具体实施方式】 本说明书（包括任何附加权利要求、摘要）中公开的任一特征，除非特别叙述，均 可被其他等效或具有类似目的的替代特征本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种适用于高空速的蜂窝状甲烷化催化剂，包括载体、活性组分和助剂，其特征在于，所述载体为涂覆Al2O3膜的堇青石蜂窝状陶瓷，所述活性组份为Ni，所述的助剂包括第一助剂和第二助剂，其中第一助剂为碱土金属氧化物CaO和MgO中的任意一种或两种的混合物，第二助剂为稀土金属氧化物La2O3。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李敬，何洋，郑珩，张新波，刘玉成，曾凌云，冯雅晨，
申请(专利权)人：西南化工研究设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51
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