[发明专利]一种用于甲烷生产合成气的重整催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及化工催化剂领域，具体是一种用于甲烷生产合成气的重整催化剂及其制备 方法。

背景技术

目前，主要通过甲烷、水蒸气重整制备合成气。但是，在高水气比的情况下，反应的 能耗较高，且产品气中的H₂/CO比值较高。而CH₄的CO₂重整反应，采用CO₂代替水蒸气与 CH₄进行反应，可以降低反应的能耗，相应降低合成气的制备成本，更重要的是所制得的合 成气其H₂/CO比可以灵活可调，用于羰基合成、F-T合成等过程，制备清洁燃料和多种化 工产品。该过程可以同时利用两种温室气体作为碳源，对于减少温室气体排放，改善大气 环境具有重要意义。另一方面，由于CO₂重整CH₄制合成气是强吸热反应，也使得该过程有 可能在化学储能方面具有一定的应用前景。

CO₂重整CH₄制合成气是一种将CO₂和富CH₄气(包括天然气、煤层气、焦炉气及生物沼 气等)加以综合利用的有效方法，可以同时实现温室气体减排，以及能源储存和再利用。 目前，用于CO₂重整CH₄制合成气反应的催化剂主要为贵金属(Rh，Ru，Pt和Pd)以及Ni、 Co和Fe等负载或者非负载型催化剂。尽管贵金属催化剂的活性和稳定性较高，但由于成 本较高而限制了其广泛应用。非贵金属催化剂中镍以及锂的催化活性在一定条件下可与贵 金属相当，而且价格低廉，是最有前途的催化剂。然而，Ni基催化剂往往会因为积炭、烧 结、活性组分流失或者金属氧化而导致失活，而且不同方法制备的Ni基催化剂，其失活 原因也不尽相同。而且，Ni基负载型催化剂Ni/A1₂O₃中的活性组分Ni易与载体作用形成 NiA1₂O₄，无疑会造成活性组分Ni的损失，进而降低活性位点，导致催化剂失活。

活性炭类催化剂由于具有较高的比表面积、发达的空隙结构，对CH₄裂解、重整反应 表现出良好的催化作用，而成为该领域的研究热点。而且炭基催化剂还兼具有耐温、抗硫 中毒、价格低廉、来源广泛等特点，而且失活后的催化剂还可以直接利用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于甲烷生产合成气的重整催化剂及其制备方法，以解决 上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种用于甲烷生产合成气的重整催化剂，由以下质量分数的原料组成：Ni/Al₂O₃29～ 35％，SiC21～25％，Li/ZrO₂27～33％，活性炭12～16％。

一种所述的用于甲烷生产合成气的重整催化剂的制备方法，具体制备步骤如下：

(1)将可溶性镍盐按照1:5～7的固液比搅拌分散于有机溶剂中，配成浓度为4～ 6mol/L的镍盐分散液；将可溶性锂盐按照1:5～7的固液比搅拌分散于有机溶剂中，配成 浓度为4～6mol/L的锂盐分散液；

(2)将预先经过600℃焙烧的Al₂O₃作为载体，按照固液比为1:10～12的比例加入到 镍盐分散液中，连续搅拌，于50～60℃下超声处理30～40min，室温下静置18～24h，过 滤，移入真空干燥器中，在120～125℃下干燥12～14h，制得镍基催化剂前驱物；在850～ 920℃的温度下焙烧4～5h，并在氢气气氛于600～700℃下还原处理4～5h，制得Ni/Al₂O₃；

(3)将预先经过1200℃焙烧的ZrO₂作为载体，按照固液比为1:8～10的比例加入到 锂盐分散液中，连续搅拌，于250～300℃下超声处理50～60min，室温下静置8～10h，过 滤，在120～130℃下干燥10～12h，在1200～1300℃下焙烧6～8h，并在氢气气氛于1000～ 1100℃下还原处理4～6h，制得Li/ZrO₂；