[发明专利]一种一氧化碳甲烷化催化剂的制备方法

说明书

一种一氧化碳甲烷化催化剂的制备方法，将含有Al³⁺，Ni²⁺的混合硝酸盐溶液与碱性沉淀剂并流加入到水中，放入微波炉中，老化，上层清液倒掉，并向剩余的湿料中加入易挥发有机溶剂和还原剂，将混合物再放入微波炉中干燥，热处理，将剩余的固体最后打片成型。本发明方法可制得的甲烷化催化剂具有良好的催化活性及抗积炭性能。

技术领域

本发明属于催化技术领域，具体涉及一种一氧化碳甲烷化催化剂的制备方法。

背景技术

甲烷化催化剂通常以Al₂O₃为载体，如专利US 3933833公开的甲烷化催化剂以高纯γ-Al₂O₃为载体，负载活性组分氧化镍和氧化钴。专利CN 1043639A公开的甲烷化催化剂以Al₂O₃为载体，镍为活性组分，以稀土金属或碱土金属，或碱土金属为助催化剂。催化剂前驱体制备通常经历老化、洗涤、干燥、焙烧等工序，而这些工序都是非常耗时的，通常至少需要3~4天甚至更长时间。

专利CN 1043449A公开的甲烷化催化剂，镍为活性组分，稀土金属和镁为助催化剂，其余为氧化铝。这些甲烷化催化剂以氧化铝为载体，活性组分为镍。镍存在的一般形式为Ni²⁺，而具有甲烷化性能的镍为金属单质镍。因此，在甲烷化反应开始前，要对催化剂进行还原处理。

中国专利CN 1054269公开了一种煤制合成气的甲烷化催化剂制备方法，催化剂的活性组分为镍，Al₂O₃为载体，催化剂使用前需用10% H₂/N₂中程序升温至250℃~350℃还原2h~6h。

镍基催化剂使用前的还原活化过程需要消耗H₂，并且常常需要花费较长时间，给催化剂使用过程带来额外能耗和不便。上述过程都造成了催化剂生产效率的下降。

传统加热方式是根据热传导、对流和辐射原理使热量从外部传至物料热量，热量总是由表及里传递进行加热物料，物料中不可避免地存在温度梯度，故加热的物料不均匀，致使物料出现局部过热，微波加热技术与传统加热方式不同，它是通过被加热体内部偶极分子高频往复运动，产生“内摩擦热”而使被加热物料温度升高，不须任何热传导过程，就能使物料内外部同时加热、同时升温，加热速度快且均匀，仅需传统加热方式的能耗的几分之一或几十分之一就可达到加热目的。

发明内容

本发明提供了一种一氧化碳甲烷化催化剂的制备方法。催化剂的老化、干燥、热处理过程都在微波环境下进行，大大缩短了催化剂的制备周期，并且在热处理过程引入还原剂，省去了催化剂使用前需要还原这一耗时步骤，缩短制备周期2天以上，从而大大提高催化剂的生产效率。利用该方法可制得的甲烷化催化剂具有良好的催化活性及稳定性。

本发明的主要特点是，在催化剂制备的老化、干燥和热处理过程中引入微波加热，在热处过程引入还原剂，大大减少催化剂的制备周期，提高催化剂的生产效率。

本发明的技术方案是：将含有Al³⁺，Ni²⁺的混合硝酸盐溶液与碱性沉淀剂并流加入到水中，并维持溶液pH=7~8；上述混合物放入微波炉中，调节功率使得炉内温度达到60~90℃，老化15~30分钟；老化结束后将混合物从微波炉中取出，上层清液倒掉，并向剩余的湿料加入易挥发有机溶剂和还原剂；将混合物再放入微波炉中，调节功率使得炉内温度达到50~100℃，干燥30~60分钟；调节功率使得炉内温度达到120~300℃，热处理60~120分钟；将剩余的固体最后打片成型。

一般地，本发明所述的硝酸盐溶液中Ni元素与 Al元素的物质的量之比为0.2~1.0:1。