[发明专利]一种镍基甲烷化催化剂的活化方法

说明书

本发明涉及一种用于镍基甲烷化反应催化剂的活化方法，包括：将镍基甲烷化反应催化剂装入反应器中；向反应器中持续通入惰性气体，设置气体流速，使得空速达到并保持至τ₁，以预设升温速度升温至T₁，升温所需时间为t₁；将通入反应器中的惰性气体切换为预处理气，调整气体流速，使得空速为τ₂，保持度T₂，稳定时间t₂，完成活化过程。与现有技术相比，本发明采用合成气进行预处理，在保持高选择性的基础上进一步提高了一氧化碳的转化率和甲烷收率，200～250℃范围内提升更为明显，200℃一氧化碳转化率和收率均提高了10％；在不改变现有催化剂的情况下，通过预处理方法的调整，实现了对催化剂表面结构的调控，从而提高催化剂活性。

技术领域

本发明涉及甲烷化催化领域，尤其是涉及一种镍基甲烷化催化剂的活化方法。

背景技术

近年来，随着现代社会发展对能源需求的不断增加以及环保意识的不断加强， 我国“富煤、少油、缺气”的能源结构特点开始出现弊端。现阶段，煤炭依旧将作 为一种工业燃料而长期存在，同时，煤炭的清洁高效利用对于节能减排和环境保护 具有重要意义。此外，作为一种清洁能源，天然气在国内的需求巨大，仅依靠我国 的天然气产量，无法支持市场对天然气的庞大需求，只能依靠进口来填补缺口，增 加我国能源上的对外依赖。因此，以煤炭经气化处理后的合成气为原料的“煤制气” 甲烷化反应路线具有极大的实用价值。

甲烷化反应的核心就是催化剂的制备。催化剂制备过程中，活性组分的筛选至 关重要。Ni作为第一种被提出用于CO甲烷化的活性金属组分，具有较好的催化 活性以及极佳的选择性，同时，相较于其他活性较好的金属，如Ru、Rh等，Ni 基催化剂有着明显的价格优势。

目前，主要通过Ni基催化剂载体的优化、不同活性组分或助剂的添加以及催 化剂合成方法的改变等途径来调控Ni基催化剂的活性位数及分布情况，从而提高 Ni基催化剂的活性和甲烷选择性。但是，现有催化剂的中低温活性不高，而高温 区易发生烧结、积碳等现象，造成催化活性降低，甚至失活。

因此，能否在不影响催化剂稳定性的前提下提高催化剂在中低温区的性能，是 目前在Ni基催化剂领域中亟需解决的一个难题。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种镍基甲烷化 催化剂的活化方法，通过改变催化剂的活化方式，调控催化剂表面的结构，在不影 响催化剂稳定性的前提下提高了催化剂在中低温区的性能。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

本发明中用于镍基甲烷化反应催化剂的活化方法，包括以下步骤：

S1：将镍基甲烷化反应催化剂装入反应器中；

S2：向反应器中持续通入惰性气体，设置气体流速，使得空速达到并保持至τ₁， 以预设升温速度升温至T₁，升温所需时间为t₁；

S3：将通入反应器中的惰性气体切换为预处理气，调整气体流速，使得空速 为τ₂，保持度T₂，稳定时间t₂，完成活化过程。

进一步地，S1中所述镍基甲烷化反应催化剂为负载型镍基催化剂，所述负载 型镍基催化剂是由氧化镍和金属氧化物载体构成的混合氧化物。

进一步地，所述金属氧化物载体为氧化铈。

进一步优选地，所述负载型镍基催化剂中质量比NiO:CeO₂＝1:9。