[发明专利]一种焦炉气的甲烷化方法及催化剂和其制备方法

权利要求书

1.一种焦炉气的甲烷化方法，其特征在于包括以下步骤：在反应器中将焦炉气与纳米复合氧化物催化剂接触，在反应温度230～800℃、压力2.0～7.0MPa、气体空速4000～30000h^-1的条件下，进行焦炉气甲烷化反应。

2.根据权利要求1所述的一种焦炉气的甲烷化方法，其特征在于：所述反应温度为240～750℃，所述压力为2.5～4.0MPa，所述气体空速为6000～12000h^-1。

3.根据权利要求1或2所述的一种焦炉气的甲烷化方法使用的纳米复合氧化物催化剂，其特征在于：所述纳米复合氧化物催化剂包含活性成分和载体，其中所述活性成分和载体的摩尔用量比例为1:0.5～15，优选1:1～10；所述活性成分选自氧化镍、氧化钴、氧化铁、氧化钌、氧化钼、稀土氧化物、氧化铬、氧化锰、氧化铋中的至少一种；其中，所述稀土氧化物选自氧化镧、氧化铈、氧化镨、氧化钕、氧化钷、氧化钐、氧化铕、氧化钆中的至少一种；所述载体选自氧化铝、氧化锆、氧化镁、氧化钡、水滑石、水泥、尖晶石、方镁石、二氧化钛高岭土、硅藻土、二氧化硅的至少一种；所述活性成分还包括上述活性成分之间或上述活性成分与载体之间在氧化还原反应过程中形成的复合金属氧化物。

4.根据权利要求3所述的纳米复合氧化物催化剂，其特征在于所述活性成分包括至少一种主活性成分和至少一种辅助活性成分，和所述活性成分之间或所述活性成分与载体在氧化还原反应过程中形成的复合金属氧化物；所述主活性成分选自氧化镍，氧化钴、氧化铁、氧化钌、氧化钼中的至少一种，所述辅助活性成分选自稀土氧化物、氧化铬、氧化锰、氧化铋中的至少一种。

5.根据权利要求3或4所述的纳米复合氧化物催化剂，其特征在于，所述的纳米复合氧化物催化剂由包括以下制备步骤的方法制备而成：

将所述活性成分的硝酸盐、所述载体的硝酸盐及还原剂溶于水得到混合水溶液，将混合水溶液注入到通入空气的反应釜中进行氧化还原反应制得。

6.根据权利要求3～5之任一项所述的纳米复合氧化物催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：

将活性成分的硝酸盐、载体的硝酸盐及还原剂溶于水得到混合水溶液，将混合水溶液注入到通入空气的反应釜中进行氧化还原反应制得。

7.根据权利要求6所述的纳米复合氧化物催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：

步骤一、将至少一种活性成分的硝酸盐和至少一种载体的硝酸盐溶于去离子水配制成水溶液；加入还原剂，加入还原剂后继续搅拌，得到混合水溶液；所述活性成分的硝酸盐的总摩尔量和所述载体的硝酸盐的总摩尔量的比例为1:0.5～15，优选1:1～10；

步骤二、将所述混合水溶液在45～55℃条件下不断搅拌，浓缩溶液；

步骤三、将步骤二制备的溶液注入到通入空气的反应釜中，反应釜升温并反应；

步骤四、降至室温，停空气，即得反应产物纳米复合氧化物催化剂粉体；

步骤五、将步骤四的反应产物造粒；

步骤六、加入去离子水，加入润滑剂或脱模剂，用成型机成型，得到颗粒状的纳米复合氧化物催化剂。

8.根据权利要求6或7所述的制备方法，其特征在于，所述还原剂选自尿素、柠檬酸、三乙醇胺、甘氨酸、抗坏血酸、乙醇、甲醇以及烃类燃料中的至少一种；所述烃类燃料选自甲烷、乙烷、乙烯、丙烯、丁烯、辛烷中的至少一种。

9.根据权利要求6或7所述的制备方法，其特征在于，所述还原剂与所述活性组分的硝酸盐和载体的硝酸盐中的金属原子的摩尔数量的比值是0.2～20:1，优选0.4～10:1。

10.根据权利要求6或7所述的制备方法，其特征在于，所述反应釜的反应温度为300～800℃，优选400～700℃。