[发明专利]一种高热稳定性高强度的甲烷化催化剂及其制备方法

权利要求书

1.一种高热稳定性高强度的甲烷化催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：将0.5-1mol/L的Al(NO₃)₃·9H₂O、0.05-0.2mol/L的Ni(NO₃)₂·6H₂O、0.05-0.3mol/L的Mg（NO₃）₂·6H₂O、0.01-0.2mol/L的十六烷基三甲基溴化铵和1.0-5.0 mol/L的CO(NH₂)₂进行混合，得到混合溶液A；

步骤2：将步骤1得到的混合溶液A在高温高压搅拌釜中进行均匀沉淀反应，均匀沉淀反应后冷却至室温，抽滤、洗涤，得到沉淀物；

步骤3：将0.05-0.2mol/L的Ni(NO₃)₂·6H₂O、0.005-0.02mol/L的La（NO₃）₃·6H₂O和占甲烷化催化剂总质量15%-35%的拟薄水铝石进行混合，得到混合的乳浊液B；

步骤4：将步骤2得到的沉淀物与步骤3得到的乳浊液B进行充分混合，经喷雾干燥、焙烧后得到催化剂前驱体粉末；步骤4的具体操作为：将步骤2得到的沉淀物与步骤3得到的乳浊液B进行充分混合后得到的混合溶液在胶体磨上充分混合研磨均匀，在喷雾造粒设备上100-300℃进行喷雾干燥，收集喷雾干燥旋风分离后的催化剂细粉，在马弗炉中焙烧，得到催化剂前驱体粉末；焙烧的温度为600-1000℃，时间为4-8h；

步骤5：向步骤4得到的催化剂前驱体粉末中添加消碳剂碳酸钾、增强剂纯铝酸钙水泥和捏合剂稀硝酸进行造粒，制备出球型催化剂颗粒；步骤5的具体操作为：向步骤4得到的催化剂前驱体粉末中添加消碳剂碳酸钾、增强剂纯铝酸钙水泥和捏合剂稀硝酸，在球磨仪上以200-400r/min速度将其混合均匀，利用对辊挤压造粒成型机制造球型颗粒，筛分出均匀的球型催化剂颗粒在水蒸气条件下养护24-72h，制备出球型催化剂颗粒；碳酸钾的量为甲烷化催化剂总质量的1%-4%；纯铝酸钙水泥的量为甲烷化催化剂总质量5%-25%；稀硝酸的量为甲烷化催化剂总质量1%-2%，浓度为0.1-0.5 mol/L；

步骤6：将步骤5得到的球型催化剂颗粒进行原位还原，还原后进行表面钝化处理，得到高热稳定性高强度的甲烷化催化剂。

2.根据权利要求1所述的高热稳定性高强度的甲烷化催化剂的制备方法，其特征在于，步骤2中，均匀沉淀反应的具体操作为：

将步骤1得到的混合溶液A在室温下机械搅拌30-100min，搅拌均匀后全部转移到高温高压搅拌釜中进行均匀沉淀反应；调节搅拌转速200-300r/min，缓慢提高反应釜夹套中油浴的温度，控制反应釜中心温度在100-150℃，反应釜中压力为混合溶液的饱和蒸气压，利用尿素加热水解缓慢释放OH^-离子进行均匀沉淀反应8-24h，沉淀结束后将沉淀母液冷却至室温，得到沉淀物为含有活性组分的载体前驱体。

3.根据权利要求1所述的高热稳定性高强度的甲烷化催化剂的制备方法，其特征在于，球型颗粒的粒径为2.8-3.0mm。

4.根据权利要求1所述的高热稳定性高强度的甲烷化催化剂的制备方法，其特征在于，步骤6中，原位还原的具体操作为：将步骤5得到的球型催化剂颗粒放置在管式炉中，向管式炉中通入H₂和N₂的混合气，H₂的体积分数为10%，程序升温至400-800℃，恒温还原4-8h，还原结束后继续在该还原气氛条件下程序降温到室温。

5.根据权利要求1所述的高热稳定性高强度的甲烷化催化剂的制备方法，其特征在于，步骤6中，钝化的具体操作为：向管式炉的一路进气通入氮气，缓慢提高管式炉中的温度至60-100℃恒温维持，向管式炉的另一路进气通入空气气氛，调节管式炉两路气的流量，缓慢提高管式炉中混合气氛的氧气含量，并缓慢降低氮气含量，直至管式炉中的气氛全部为空气，降低管式炉温度至室温，制备出高热稳定性高强度的甲烷化催化剂。

6.根据权利要求1~5任意一项所述的制备方法制得的高热稳定性高强度的甲烷化催化剂。