本发明专利技术公开一种去除工业CO气体中少量H2的催化剂制备方法。本催化剂用浸渍法制备，以镍为活性组分，过渡金属为助剂，活性氧化铝为载体。本法制备的催化剂的优点在于，催化剂制备方法简单，活性组分负载均匀，所得催化剂催化性能优越，可使工业CO气体中的CO和H2发生甲烷化反应，使得反应尾气中H2含量低于400ppm，能有效解决羰基合成工业中对CO气体的净化问题。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种采用CO催化甲烷化反应去除工业CO气体中少量H2的工艺技术及催化剂制备方法，属于催化剂领域。
技术介绍
结合我国缺油、少气、煤炭资源相对丰富的资源现状，发展以煤为原料的化工技术意义十分重大。以合成气分离后的CO为原料制备多种大宗化工品，如甲醇、烯烃、芳烃、甲醛、 醋酐、三聚甲醛、二甲醚、乙二醇、混合醇等近年来成为国内外研究的热点之一，其中，煤制乙二醇是近年来煤化工领域的一项新兴技术，有着重大的经济和社会效益。该技术以中科院福建物质结构研究所为技术源头，结合江苏丹化集团有限公司的工程化力量和上海金煤新技术有限公司的资金投入，从2005年开始已相继完成百吨级中试和万吨级工业示范装置的运行，于2009年12月完成20万吨煤制乙二醇建设并试车成功，标志着煤制乙二醇已正式走上大规模工业化生产的道路。煤制乙二醇工艺路线主要有三个反应步骤，它们分别是煤制水煤气经变压吸附分离得到CO和H2、C0催化偶联合成草酸酯以及草酸酯催化加氢制乙二醇，其中CO催化偶联合成草酸酯的过程需要大量高度净化的CO气体原料。由水煤气变压吸附分离或深冷技术分离得到的工业CO原料气体不可避免带有一定量的H2 残余，影响了后续的羰基合成反应，即使1 %左右的吐残余也会对催化剂的性能产生严重负面影响，如副产物多、催化剂寿命短等等。因此，如何方便经济地去除工业CO气体中少量H2从而获得符合后续反应要求的CO气体是发展羰基合成工业的一个重要技术难题。目前国内外用于去除CO气体中少量H2的工艺和催化剂制备报道很少，比较典型的例子是煤制乙二醇工艺路线中使用的除氢方法，该方法采用贵金属催化剂通过加入少量A选择性氧化除去工业CO中的少量H2。虽然该除氢工艺技术能成功的把CO气体中残留的H2去除到100 ppm以下，但由于大工业装置需要用到大量的贵金属催化剂，大大增加了除氢净化和整个煤制乙二醇工艺流程的生产成本。此外，CO和吐的混合气体与A在高温下混合也存在一定的爆炸危险，在工业装置上应尽量避免此类反应。因此，探索一种新的更经济、更高效、更安全的除去工业CO气体中少量压的工艺技术及新型高效催化剂，意义重大。本专利技术提出用CO甲烷化的技术脱除工业CO气体中少量的H2，可避免引入新的反应物。一氧化碳甲烷化反应为强放热反应，其反应式如下权利要求1.一种采用CO催化甲烷化反应去除工业CO气体中少量H2的催化剂，其化学式为 NiO - MOx / y - Al2O3，以金属镍和金属氧化物MOx助剂为活性组分，以经过预处理的活性氧化铝为载体。2.如权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所用的助剂金属离子M为元素周期表中第二主族、第一、第五、第六、第八副族或者镧系元素，如Ba2+、Cu2+、Ag +、Nb5+、Mo6+、W6+、Fe2\ Fe3\ Co2+、La2+、Sm3+、Ce3+中的一种或几种；所用的镍盐和助剂金属盐也可用硫酸盐、磷酸盐、醋酸盐或商化物，相应的酸溶液可用盐酸、硫酸、磷酸或醋酸代替。3.—种如权利要求1或2所述的催化剂的制备方法，其特征在于用浸渍法制备，其制备过程如下，配制一定PH值的硝酸溶液，根据活性组分和助剂的负载量，往硝酸溶液中加入一定量的镍盐和可溶性金属盐助剂，搅拌溶解；然后将经过处理的活性多孔氧化铝载体浸泡4 24 h，放入烘箱中烘干3 24 h，再放入马福炉中热处理3 24 h，冷却后得到催化剂。4.一种使用权利要求1或2所述的催化剂去除工业CO气体中少量H2的方法，其特征在于，该反应采用固定床反应器，含有少量H2的CO气以500 4000 的空速通过床层，在压力0. 1 3.0 MPa、温度100 600 V的条件下反应。5.如权利要求1或2所述催化剂的用途，该方法可用于但不限于以工业CO气体为原料制备甲醇、烯烃、芳烃、甲醛、甲酸、醋酸、醋酐、三聚甲醛、二甲醚、草酸酯、碳酸酯、甲苯二异腈酸酯TDI、二苯基甲烷二异腈酸酯MDI、及二甲基甲酰胺等工艺过程。6.如权利要求1或2所述的催化剂的实验评价装置，其特征为两路气体进气，气体流量由质量流量计控制，反应系统压力由一个背压阀和两路气体进口处的稳压阀联合控制，原料气及产物分析采用在线气相色谱分析，色谱采用分子筛填充柱，热导检测器检测。全文摘要本专利技术公开一种去除工业CO气体中少量H2的催化剂制备方法。本催化剂用浸渍法制备，以镍为活性组分，过渡金属为助剂，活性氧化铝为载体。本法制备的催化剂的优点在于，催化剂制备方法简单，活性组分负载均匀，所得催化剂催化性能优越，可使工业CO气体中的CO和H2发生甲烷化反应，使得反应尾气中H2含量低于400ppm，能有效解决羰基合成工业中对CO气体的净化问题。文档编号B01J23/83GK102247851SQ201110122439公开日2011年11月23日 申请日期2011年5月11日 优先权日2010年5月12日专利技术者乔路阳, 周张锋, 姚元根, 李兆基, 林凌, 潘鹏斌, 覃业燕 申请人:中国科学院福建物质结构研究所本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种采用 ＣＯ 催化甲烷化反应去除工业ＣＯ气体中少量 Ｈ２ 的催化剂，其化学式为：ＮｉＯ － ＭＯｘ ／ γ － Ａｌ２Ｏ３，以金属镍和金属氧化物ＭＯｘ助剂为活性组分，以经过预处理的活性氧化铝为载体。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：姚元根，周张锋，乔路阳，李兆基，潘鹏斌，林凌，覃业燕，
申请(专利权)人：中国科学院福建物质结构研究所，
类型：发明
国别省市：35
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