[发明专利]一种焦炉气的甲烷化处理工艺

权利要求书

1.一种焦炉气的甲烷化处理工艺，包括，至少两个串联的甲烷化反应器，其特征在于，所述甲烷化反应器中设置有甲烷化催化剂，包括载体和负载于所述载体上的活性成分，所述载体为介孔分子筛，所述活性成分包括镁铝尖晶石、NiO、La₂O₃和CeO₂。

2.根据权利要求1所述的焦炉气的甲烷化处理工艺，其特征在于，以重量份计，所述甲烷化催化剂活性成分还包括，Fe₂O₃、TiO₂、SiO₂、K₂O、CaO、MoO₃、MnO₂或ZrO₂中的一种或几种。

3.根据权利要求2所述的焦炉气的甲烷化处理工艺，其特征在于，以重量份计，所述甲烷化催化剂包括，0.5-10份的介孔分子筛，5-30份的镁铝尖晶石、0.1-0.5份的Fe₂O₃、5-50份的NiO、0.1-10份的La₂O₃、0.1-5份的TiO₂，0.01-0.5份的CeO₂、0.1-10份的SiO₂、0.1-5份的ZrO₂和0.1-1份的K₂O。

4.根据权利要求1-3任一所述的焦炉气的甲烷化处理工艺，其特征在于，所述镁铝尖晶石的制备方法为，

(a)将MgO和Al₂O₃按摩尔比为(1-10)：1配料混合均匀，球磨，干燥成型得到尖晶石样本；

(b)将所述尖晶石样本在120-250℃下预烧1-2h后，再升温至300-650℃下保温1-8h，冷却到室温，得到镁铝尖晶石前体；

(c)将所述镁铝尖晶石前体与硝酸溶液混合搅拌2-3h，过滤、干燥后，将干燥样品在700℃焙烧2-3h，得到所述镁铝尖晶石。

5.根据权利要求1-4任一所述的焦炉气的甲烷化处理工艺，其特征在于，所述介孔分子筛的制备方法为，

S1，向盐酸水溶液中加入P123和n-BuOH，搅拌1-6h后，在20-60℃下逐滴滴入TEOS，形成混合体系，所述混合体系中各物料的摩尔比为，TEOS:P123:HCl:H₂O:n-BuOH＝(0.1-5):(0.01-10):(0.1-5):(50-300):(0.5-10)；

S2，将所述混合体系在20-60℃下加热搅拌6-24h，然后升温至70-150℃下加热8-24h；

S3，经所述步骤S2处理后的混合物，进行热过滤，然后在60-150℃下干燥4-12h，对干燥的固体进行粉碎，用摩尔比为(0.1-10):(0.5-15)的乙醇和HCl形成的混合液萃取，然后在450-650℃下煅烧3-8h得到所需的介孔分子筛。

6.根据权利要求1-5任一所述焦炉气的甲烷化处理工艺，其特征在于，所述甲烷化催化剂的制备方法为，

(1)将所述介孔分子筛加入乙醇溶液中，然后再加入镁铝尖晶石，搅拌均匀，得到催化剂载体；

(2)将步骤(1)得到的催化剂载体在100-250℃进行干燥，然后在450-600℃下焙烧2-3h，得到载体前体；

(3)将活性成分的盐溶液混合均匀后，向混合液中加入所述步骤(2)得到的载体前体，然后再逐滴加入氨水溶液使混合液pH值为9-12，共沉淀反应得到沉淀物，所述沉淀物经分离、洗涤、干燥后，得到催化剂前体；

(4)将所述步骤(3)得到的催化剂前体在300-650℃下焙烧2-3h，得到所需的催化剂。

7.根据权利要求1-6任一所述焦炉气的甲烷化处理工艺，其特征在于，相邻甲烷化反应器之间还设置有交换器；最后一个甲烷化反应器后依次设置有冷凝器、换热器和分离器。

8.根据权利要求7所述焦炉气的甲烷化处理工艺，其特征在于，所述分离器分离出的一部分水蒸气与焦炉气混合进入第一个甲烷反应器。

9.根据权利要求7所述焦炉气的甲烷化处理工艺，其特征在于，所述交换器包括蒸汽发生器和汽包，所述汽包分离出的一部分水蒸气与焦炉气混合进入第一个甲烷反应器。