[发明专利]一种天然气重整制氢催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种天然气重整制氢催化剂，其特征在于，所述催化剂由铝锰复合氧化物载铂催化剂组分与氧化铈载钯催化剂组分复合而成；所述铝锰复合氧化物载铂催化剂组分与氧化铈载钯催化剂组分的重量比为1～4：1；所述铝锰复合氧化物载铂催化剂组分由氧化铂和铝锰复合氧化物组成，所述氧化铂和铝锰复合氧化物的重量比为0.05～1：100；所述氧化铈载钯催化剂组分由氧化钯和氧化铈组成，所述氧化钯和氧化铈的重量比为0.02～0.5：100。

2.一种权利要求1所述的天然气重整制氢催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)制备铝锰复合氧化物载体：分别配制铝盐-锰盐水溶液和偏铝酸盐水溶液，将上述两种溶液在水浴下进行并流共沉淀，通过调整两种液体的流速以控制体系pH值；沉淀完毕后，再进行老化，老化结束后，用去离子水洗涤，然后过滤得到滤饼，将滤饼干燥得到前驱体，再经焙烧得到铝锰复合氧化物载体；

(2)制备铝锰复合氧化物载铂催化剂组分：按最终催化剂的重量组成，称取可溶性铂源，配制含铂溶液浸渍于步骤(1)制备的铝锰复合氧化物载体，经干燥、焙烧，制得铝锰复合氧化物载铂催化剂组分；

(3)制备氧化铈载钯催化剂组分：按最终催化剂的重量组成，称取可溶性钯盐，配制含钯溶液并浸渍于棒状氧化铈载体，经干燥、焙烧，制得氧化铈载钯催化剂组分；

(4)按最终催化剂的重量组成，将步骤(2)制得铝锰复合氧化物载铂催化剂组分和步骤(3)制得氧化铈载钯催化剂组分充分混合、成型，即制得所述天然气重整制氢催化剂。

3.根据权利要求2所述的一种天然气重整制氢催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中铝盐-锰盐水溶液的浓度为0.25～1.0mol/L，其中铝盐-锰盐水溶液的Al和Mn的摩尔比为0.1～1：1；所述铝盐为硝酸铝或硫酸铝，所述锰盐为硝酸锰、硫酸锰或醋酸锰中的一种；所述偏铝酸盐水溶液的浓度为0.75～3.0mol/L，所述偏铝酸盐为偏铝酸钠或偏铝酸钾。

4.根据权利要求2所述的一种天然气重整制氢催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中并流共沉淀的温度为35～75℃；所述通过调整两种液体的流速以控制体系pH值至7.0～8.5；所述老化的温度为70～90℃，时间为4～12h；所述用去离子水洗涤至杂质离子均小于5ppm，其中杂质离子包括硫酸根离子、钠离子或钾离子的一种或几种；所述滤饼干燥温度为90～120℃，时间为8～12h；所述焙烧温度为650～800℃，时间为2～6h。

5.根据权利要求2所述的一种天然气重整制氢催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中含铂溶液为氯铂酸水溶液、四氨合硝酸铂水溶液、氯铂酸乙醇溶液、氯铂酸丙酮溶液、氯铂酸钠水溶液、氯铂酸钾水溶液、氯亚铂酸钾水溶液、氯亚铂酸铵水溶液、氯铂酸钠乙醇溶液、乙酰丙酮铂丙酮溶液的一种或者几种；所述干燥温度为60～90℃，干燥时间12～24h；焙烧温度200～300℃，焙烧时间为2～10h。

6.根据权利要求2所述的一种天然气重整制氢催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中含钯溶液为氯化钯乙醇溶液、氯化钯丙酮溶液、乙酰丙酮钯苯溶液、乙酰丙酮钯甲苯溶液中的一种；所述干燥的温度为60～90℃，时间为12～24h；所述焙烧的温度为200～300℃，时间为2～10h。

7.一种权利要求1所述的天然气重整制氢催化剂的应用，其特征在于，应用于天然气重整制氢的固定床反应器中，具体应用条件如下：

还原条件为：200～400℃，0.1～1.0MPa，空速为500～1000h^-1，恒温6～24h，采用氮中氢还原气，H₂的含量为20％～100％；

反应条件为：常压，550～750℃，空速为2000～20000h^-1，H₂O与CH₄的体积比为2.0～3.0：1。