[发明专利]一种焦炉气甲烷化催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种焦炉气甲烷化催化剂，其包含：以金属单质计，占催化剂总质 量5～50％的活性组分Ni；以氧化物计，占催化剂总质量的1～40％的助剂 和余量的载体Al₂O₃，其中，所述助剂选自K₂O、CaO、BaO、MgO、ZrO、 CeO₂、La₂O₃、TiO₂、Cr₂O₃、Co₃O₄、CuO、ZnO、MoO₃、SiO₂中的一种 或多种，其中，所述催化剂的制备方法包括以下步骤：

(1)用Ni的前驱物、助剂前驱物和Al的前驱物配制可溶性溶液I；

(2)配制沉淀剂的可溶性溶液，并在该溶液中加入表面活性剂，制得 溶液II；

(3)在搅拌下将溶液I和溶液II以并流的方式混合，并且在超声条件 下进行中和沉淀反应；

(4)将步骤(3)得到的沉淀洗涤、过滤、烘干，得到催化剂前驱体，将 该催化剂前驱体造粒、焙烧，得到催化剂粉料；

(5)在步骤(4)得到的催化剂粉料中加入0.1～5重量％的扩孔剂、1～5 重量％的石墨和1～20重的％粘结剂，混合均匀后打片或者捏合挤条成型， 然后再进行焙烧，即得所述甲烷化催化剂。

2.根据权利要求1所述的催化剂，其中，在所述溶液I中，Ni、助剂 和Al的浓度分别为0.1～5mol/l，优选为1～3mol/l。

3.根据权利要求1或2所述的催化剂，其中，步骤(2)中所述沉淀 剂为K₂CO₃、KHCO₃、Na₂CO₃、NaHCO₃、(NH₄)₂CO₃、NH₄HCO₃中的一 种或多种，优选为Na₂CO₃与NaHCO₃的混合物或者K₂CO₃与KHCO₃的混 合物，优选地，Na₂CO₃与NaHCO₃摩尔比为0.5:9.5～9.5:0.5，K₂CO₃与 KHCO₃摩尔比为0.5:9.5～9.5:0.5。

4.根据权利要求1或2所述的催化剂，其中，步骤(2)中所述表面 活性剂为聚乙烯醇、聚乙二醇、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基苯磺酸 钠和聚丙烯酸钠中的一种或多种，优选为聚乙烯醇；表面活性剂的加入量 为沉淀液质量的0.001％～0.1％，优选为0.02％～0.04％。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的催化剂，其中，步骤(3)中 所述搅拌、中和沉淀体系的温度为40～85℃，优选为60～75℃；搅拌、中 和沉淀体系pH值控制范围为7～9，优选为7.5～8.5；超声波频率为20～50Hz， 优选为30～40Hz。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的催化剂，其中，步骤(4)中 的洗涤过程以40～85℃去离子水或脱盐水洗涤，优选用60～75℃去离子水 或脱盐水洗涤，洗净杂离子后过滤干燥温度为60～150℃，优选为100～120 ℃，干燥的时间为1～50小时，优选为2～12小时；焙烧以1～12℃/min的 升温速率升温至500～800℃焙烧1～12小时，优选为2～6小时。