[发明专利]一种制备用于甲烷化的非晶态催化剂的方法

说明书

本发明提供一种制备甲烷化的非晶态催化剂的方法，其包括如下步骤：(1)将原料混合后放入石英套管中；(2)对所述石英套管抽真空；(3)在搅拌下，加热所述石英套管使得所述原料熔融成液态，然后对所述石英套管充压以使得熔融成液态的原料从所述石英套管的喷嘴喷出至带有水冷却的模具中。通过本发明的方法制得的催化剂的结构是长程无序的，以非晶态形式存在，且通过本发明的方法制得的催化剂耐磨性高，不仅适用于固定床的完全甲烷化反应过程，还特别适合于流化床如浆态床、沸腾床的完全甲烷化反应过程。

技术领域

本发明属于催化领域。具体地，本发明涉及一种制备用于甲烷化的非晶态催化剂的方法。

背景技术

我国环境、生态和社会的可持续发展对清洁能源利用的需求越来越大，尤其是近年对天然气的市场需求一直以较大的速度提升，据预测到2020年我国天然气市场需求量将达到4500亿立方米，市场缺口为2500亿立方米，对外依赖度将达到50％。同时我国富煤、少气的资源现状又对煤炭的清洁化利用越来越迫切。在此背景下，发展煤基合成天然气生产技术和产业一方面填补传统天然气市场的供应缺口，同时提供了一种优化的煤炭资源清洁、高效利用的技术和途径。

国外以Topsoe和Johnson Matthey等公司为代表，应用沉淀法或者均相沉淀法研发了生产合成天然气甲烷化催化剂产品，如专利US3988262和US3988263。近年随着我国煤基合成天然气产业发展，完全甲烷化催化剂也成为国内研究的热点，专利CN101716513A应用均相沉淀法制备了稀土基完全甲烷化催化剂，可用于高温至650℃的甲烷化反应过程。

尽管国内外、尤其是国内已有不同方法制备的生产合成天然气的完全甲烷化催化剂技术报导，但是现有技术催化剂的制备方法均存在在流化床装置使用中寿命短的问题。

因此，急需一种能够适用于流化床(包括浆态床、沸腾床)装置解决因磨损导致长寿命过短的催化剂的制备方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种耐磨损的且甲烷化转化率高的催化剂的制备方法。

本发明的上述目的是通过如下技术方案实现的。

本发明提供一种制备用于甲烷化的非晶态催化剂的方法，其包括如下步骤：

(1)将原料混合后放入石英套管中；

(2)对所述石英套管抽真空；

(3)在搅拌下，加热所述石英套管使得所述原料熔融成液态，然后对所述石英套管充压以使得熔融成液态的原料从所述石英套管的喷嘴喷出至带有水冷却的模具中；

所述原料包含以下组分：

以催化剂总重量为基准，以单质计3-90％的活性组分Ni，以氧化物计2-30％的第一助剂，以氧化物计0.5-30％的第二助剂和余量的载体In₂O₃；

所述第一助剂选自La₂O₃、CeO₂、Pr₂O₃和Sm₂O₃中的一种或多种；

所述第二助剂选自Fe₂O₃、TiO₂、Cr₂O₃、Co₃O₄、CuO、ZnO、MoO₃、ZrO₂、MgO、CaO、SrO和BaO中的一种或多种。

优选地，在本发明所述的方法中，所述方法还包括在所述步骤(1)之前的以下步骤：

将原料制备成小于200目的颗粒。