[发明专利]一种失活甲烷化催化剂的再利用方法

说明书

本发明公开了一种失活甲烷化催化剂的再利用方法，该方法将失活的甲烷化催化剂充分研磨破碎并充分烧炭，然后添加成型助剂、润滑剂和造孔剂，再经造粒后压环成型制成载体前驱物，载体前驱物干燥后得到再生载体；将再生载体置于浸渍液中浸渍12～24h，所述的浸渍液为含镍离子和镁的混合溶液，浸渍完成后将再生载体表面甩干，经干燥后在保护气氛下450～550℃下焙烧4～6小时，冷却至常温后得到再生的甲烷化催化剂。不仅解决了严重的环境污染问题，更重要的是，利用失活的甲烷化催化剂做载体制备的新的甲烷化催化剂，提高了金属镍的利用率，增强了催化剂的机械强度，所制备的催化剂活性好，寿命长。

技术领域

本发明属于甲烷化反应技术领域，涉及一种失活甲烷化催化剂的再利用方法。

背景技术

甲烷化反应是一个强放热反应，在通常的气体组分中，每1个百分点的CO甲烷化可产生74℃的绝热升温，每1个百分点的CO₂甲烷化可产生60℃的绝热温升，甲烷化反应放出的大量热量会使反应器床层瞬间超温，造成催化剂高温烧结而失活；同时，高温条件下，甲烷在镍基催化剂表面很容易发生积碳反应而导致催化剂活性降低；所以催化剂的高温烧结和积碳是影响甲烷化催化剂寿命的关键。而甲烷化催化剂性能在很大程度上取决于载体的性能，载体的形式主要有三种：氧化铝型、镁铝尖晶石和铝酸钙型，其中铝酸钙型具有强度好、活性高、稳定性好的特点；工业上煤制天然气甲烷化催化剂主要采用铝酸钙型载体。

目前工业上使用后的失活甲烷化催化剂，一般采用高温火法回收其中的金属镍，余渣丢弃或者铺路，其实余渣中仍然残存大量的氧化镍，这使得贵金属回收率低，资源浪费，而且容易造成环境污染。

发明内容

本发明解决的问题在于提供一种失活甲烷化催化剂的再利用方法，利用失活的甲烷化催化剂为载体原料制备新的甲烷化催化剂，提高了金属镍的利用率，所制备的催化剂活性好，寿命长。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种失活甲烷化催化剂的再利用方法，包括以下操作：

1)将失活甲烷化催化剂充分研磨破碎并充分烧炭，然后添加成型助剂、润滑剂和造孔剂，再经造粒后压环成型制成载体前驱物，载体前驱物干燥后 得到再生载体；

2)将再生载体置于浸渍液中浸渍12～24h，所述的浸渍液为含镍离子和镁的混合溶液，浸渍完成后将再生载体表面甩干，经干燥后在保护气氛下450～550℃下焙烧4～6小时，冷却至常温后得到再生的甲烷化催化剂。

所述的方法是将甲烷化催化剂球磨充分破碎至200目以下，并置于空气气氛中400℃～600℃焙烧2～10小时以充分烧炭，冷却；

以质量份数计，将35～80份失活的甲烷化催化剂、15～30份的成型助剂、1～5份的润滑剂和0.2～2份的造孔剂混合；然后加水造粒，造粒若干次后压环成型。

所述的成型助剂为纯铝酸钙水泥、拟薄水铝石、硅藻土、活性氧化铝中的一种或几种，润滑剂为石墨、滑石粉、硬脂酸以及硬脂酸盐中的一种或几种，造孔剂为甲基纤维素、碳粉、田菁粉、聚乙烯醇中的一种或几种；

压环成型后，载体前驱物在水蒸气气氛中养护8～24h，养护结束后置于空气气氛中80～120℃下干燥4～6h，500～700℃下焙烧4～8h得到再生载体。

所述的载体前驱物经压环成型制成双球面四孔蜂窝状的异形环状，制成的再生载体其堆密度为1.0～1.2g/ml。

所述的浸渍液为含镍离子浓度为3.0～3.5mol/L、含镁浓度为1.0～1.5mol/L的混合溶液；再生载体与浸渍液的体积比为0.3～0.6:1。

所述的浸渍液为硝酸镍和硝酸镁的混合溶液，于室温下将再生载体置于浸渍液中浸渍12～18h。