[发明专利]一种双峰介孔复合氧化物载体及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种双峰介孔复合氧化物载体及其制备方法和应用。该氧化物载体，用于浸渍型CO₂甲烷化催化剂，包括基本载体γ‑Al₂O₃和结构稳定助剂。该复合氧化物载体由γ‑Al₂O₃、拟薄水铝(Al₂O₃·H₂O)和三水铝石(Al₂O₃·3H₂O)的混合物，通过添加碱土金属、过渡金属、稀土金属等氧化物结构稳定助剂、造孔剂和粘结剂，经浸渍混合、造粒、成型及焙烧过程制成。本发明提供的复合氧化物载体具有较大的比表面积和双峰分布的介孔结构，载体吸水率高、结构稳定、机械强度好、制备工艺易于生产放大。采用本发明载体制备的担载型Ni基CO₂甲烷化催化剂具有较好的低温催化活性和长时间运行稳定性。

技术领域

本发明涉及一种合成气甲烷化催化剂载体，特别是涉及一种双峰介孔复合氧化物载体及其制备方法和应用。

背景技术

由煤经合成气(CO+H₂)甲烷化过程制取代用天然气(Substitute Natural Gas,SNG)是现代煤化工技术的重要发展方向，也是煤炭高效清洁利用的重要途径之一。合成气通过甲烷化反应生产SNG工艺过程发生的主要反应如下：

CO+3H₂→CH₄+H₂O △H₀＝-206kJ/mol (1)

2CO+2H₂→CH₄+CO₂ △H₀＝-247kJ/mol (2)

CO₂+4H₂→CH₄+2H₂O △H₀＝-165kJ/mol (3)

反应(1)和(2)是合成气甲烷化体系中的主要反应和核心过程，称作大量甲烷化(Bulk Methanation)。由于反应气体中CO含量较高(通常为20vol％左右)，且每转化1vol％的CO可产生72℃的绝热温升，因此大量甲烷化过程采用多段及气体循环的方式控制反应床层温度。即使如此，该段反应的温度也通常在600℃以上，而且高温反应也有利于副产高温蒸汽。目前，针对以生产SNG为目的的合成气甲烷化反应过程，国内外催化剂的研发重点大多聚焦于开发高温甲烷化催化剂方面。除国外英国Davy公司(US4455391)、丹麦Topsoe公司(GB2077613A)等拥有高温甲烷化催化剂专利技术外，国内各高校、科研院所及能源集团也开发了众多的高温完全甲烷化催化剂，如CN200910187675.0、CN201010223996.4、CN201010127833.6、CN201010127840.6、CN201110121861.1、CN201110188574.2、CN201110351012.5、CN201110336259.X等等。