CN105618068A - 金属壁载式合成气高温甲烷化催化剂及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种金属壁载式合成气高温甲烷化催化剂及其制备方法和应用。该催化剂以镍为主要催化活性组分，稀土金属Ce、La、Sm、Pr、Gd或/和过渡金属Zr、Mn、Co、Y等的氧化物、双元或三元复合氧化物为助剂，以γ-Al₂O₃与AlOOH、Al(NO₃)₃·9H₂O、TiO₂、SiO₂中一种或几种的混合物为实际物理载体，上述全部组分以喷涂或/和浸渍的方式担载到经过预先氧化处理的形状为平板式和波纹板式的惰性载体Fe-Cr-Al基合金上。本发明提供的催化剂具有高温水热稳定性好、活性组分利用率高、机械强度高、导热性能好、反应床层压力降低、制备过程简单等特点，模块化组装的催化剂反应单元易于放大，特别适于在高温高压多段循环的合成气完全甲烷化工艺中应用。

Description

金属壁载式合成气高温甲烷化催化剂及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及一种合成气高温甲烷化催化剂，特别是涉及金属壁载式合成气高温甲烷化催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

近些年来，我国对天然气这种清洁燃料的需求量呈爆炸式增长，随之也带动了我国煤制天然气技术的研发热潮。技术经济分析表明，在一些特定地区，煤制代用天然气(SubstituteNaturalGas,SNG)相比其他煤化工技术路线，具有能量转化效率高，水耗少，投资低等优势，是煤炭转化的优选途径之一。煤制天然气的核心关键技术之一是合成气完全甲烷化技术，即合成气中的CO和少量CO₂与H₂反应转化成甲烷。上世纪70年代石油危机以后，国际上许多能源技术公司都开展了煤制天然气完全甲烷化技术的研究并取得了一定的研究成果。研究者利用不同的手段，对催化剂的性能进行了有效的改善和调节，得到了一系列具有不同性能的甲烷化催化剂。其中一些催化剂已经进行了工业应用。总体来看，国外研发的大部分甲烷化催化剂的活性组分为VIII族金属元素Fe、Co、Ni、Rh、Ru和Pd等，Ni是其中最佳选择；以难于还原的金属氧化物如α-或γ-Al₂O₃、Cr₂O₃、ZrO₂、TiO₂、MgO、高岭土和铝酸钙水泥等作为载体，碱金属或碱土金属氧化物作为高温稳定剂。这方面的专利很多，例如US4762815、US4086261、US3988262、GB2166661A等等。我国煤气甲烷化技术最早着眼于高热值城市煤气的生产，在煤基合成气完全甲烷化制取替代天然气技术特别是高温高压完全甲烷化催化剂的研发方面起步较晚。进入21世纪以来，由于煤制天然气产业的需求带动了国内相关研究院所开展了煤制天然气甲烷化技术的研发热潮。目前为止据不完全统计已有近百项专利申请，如中国专利CN201010034230.1、CN200810046429.9、CN201110421293.7、CN201010526396.5等。

值得注意的是，在国内外业已申请的诸多高温完全甲烷化催化剂专利中，绝大部分都采用的是颗粒催化剂构型。传统的颗粒催化剂为堆积式装填，压降大、热容量高，同时易磨损粉化。而完全甲烷化反应是一个强放热反应，每转化1mol.％的CO，绝热温升可达72℃，而每转化1mol.％的CO₂，绝热温升也可达60℃。催化剂的表面温度则更高，如此大的放热量必须在反应的同时及时移走才能保证催化剂不被烧结。同时，在完全甲烷化的多段循环工艺中，低的催化剂床层阻力降可以有效减少循环压缩机的功耗。因此，有效降低催化剂床层阻力将及减小催化剂床层热容对保证甲烷化工艺经济高效至关重要。国外已有采用堇青石蜂窝陶瓷作为载体浸渍甲烷化活性组分的催化剂出现，如专利US4002658、GB1495127等，能够有效降低床层阻力降，但堇青石蜂窝陶瓷作为载体在600℃以上及高温水热环境下长期使用有可能导致载体骨架坍塌、破碎乃至粉化。

金属载体具有优良的导热性，机械性能和热稳定性能好，同时金属载体易于加工装配，空间组装的反应器结构使得反应器放大过程易于实现。采用具有许多小的平行或弯曲通道的金属壁载式催化剂，可提供反应器中的低压力降，催化剂活性组分担载于通道表面，催化剂活性组分利用率高，这对甲烷化反应这类受扩散控制的快速化学反应过程极其重要，可以减少催化剂活性组分用量。优良的传热性能可使甲烷化催化剂的机械和热稳定性得到改善。

铁铬铝合金(Fe-Cr-Al)是一种高电阻合金材料，Fe-Cr-Al型合金以铁为基，一般含12-30％Cr，4-8％Al，余为Fe。如17Cr-5A1-Fe，25Cr-5Al-Fe，28Cr-8Al-1Ti-Fe合金，最高使用温度依次可达1050℃、1200℃和1300℃。铁铬铝合金表面上生成的Al₂O₃氧化膜结构致密，与基体粘着性能好，不易因散落而造成污染。这一特性为在其上涂敷催化剂活性组分提供了可能。另外，Fe-Cr-Al合金还具有耐高温寿命长，重量轻，价格便宜等优点，尤其适合在含有硫和硫化物气氛中使用。

发明内容

本发明的是提供一种金属壁载式合成气高温甲烷化催化剂及其制备方法和应用。

一种金属壁载式合成气高温甲烷化催化剂，该催化剂包括活性组分、助剂和载体，其中：

所述活性组分为镍，其含量以金属氧化物计，为催化剂总重量的15-35％；

所述助剂为稀土金属Ce、La、Sm、Pr、Gd或/和过渡金属Zr、Mn、Co、Y的氧化物、双元或三元复合氧化物；其含量以金属氧化物计，为催化剂总重量的5-25％；

载体一为上述活性组分及助剂的实际物理载体，为γ-Al₂O₃与AlOOH、Al(NO₃)₃·9H₂O、TiO₂、SiO₂中一种或几种的混合物，其含量以金属氧化物计，为催化剂总重量的25-50％；

催化剂的其余量为载体二，载体二为惰性载体Fe-Cr-Al基合金，选自17Cr-5A1-Fe、25Cr-5Al-Fe、28Cr-8Al-1Ti-Fe或28Cr-8Al-1Y-Fe合金；其形状为平板式和波纹板式两种。

所述活性组分镍含量以金属氧化物计，优选为催化剂总重量的20-30％；

所述助剂含量以金属氧化物计，优选为催化剂总重量的10-15％。

所述载体一含量以金属氧化物计，优选为催化剂总重量的35-50％。

所述活性组分镍可以部分地和助剂形成固溶体或共晶混合物，防止Ni晶粒长大以提高催化剂活性；活性组分镍可以部分地和载体一形成尖晶石型复合氧化物，防止Ni晶粒团聚以提高催化剂高温水热稳定性。

所述催化剂，助剂和载体一可以部分或全部形成复合氧化物以提高载体在高温水热条件下的稳定性；载体一可以部分地进入到载体二当中以提高金属载体二与催化剂物理载体一的结合牢固度。

一种如权利要求1所述的金属壁载式合成气高温甲烷化催化剂的制备方法，按照以下步骤进行：

(1)金属载体二预处理：将惰性载体Fe-Cr-Al基合金于1000℃热处理2-5小时，使其表面形成结构致密的Al₂O₃氧化膜；

(2)将物理载体一、助剂及活性组分以浆料喷涂或溶液浸渍的方式担载到经过预处理的金属载体二上，再经过干燥、焙烧过程制得催化剂。

所述步骤(2)中，将物理载体一、助剂及活性组分以溶液浸渍方式担载到经过预处理的金属载体二上，再经过干燥、焙烧过程制得催化剂，具体步骤如下：

(1)物理载体一浆料制备与涂敷：按催化剂成分化学计量比将γ-Al₂O₃与AlOOH、Al(NO₃)₃·9H₂O、TiO₂、SiO₂中一种或几种的混合物，加入占催化剂总重量1-2％的造孔剂、占催化剂总重量1-2％的分散剂和质量浓度为3％的硝酸溶液，用高能球磨机进行湿式球磨8-16小时，得到粒径为0.5-5μm的载体一混和浆料；用质量浓度为65％的硝酸调节上述浆料的pH值至2-4，用喷枪将上述浆料喷涂到金属载体二上；100-150℃下干燥8-12小时，尔后以1-3℃/min的升温速率由室温升至500-750℃并维持2-4小时，再自然降至室温，得到涂敷物理载体一的催化剂中间体；

(2)活性组分与助剂的浸渍：按催化剂成分化学计量比配制含有活性组分和助剂的可溶性前驱物水溶液，将步骤(1)中得到的涂敷物理载体一的催化剂中间体置于上述水溶液当中，直至无气泡产生为止；将浸有活性组分和助剂的催化剂中间体100-150℃下干燥3-5小时，尔后以1-3℃/min的升温速率由室温升至500-750℃并维持2-4小时，再自然降至室温制得催化剂。

所述步骤(2)中，将物理载体一、助剂及活性组分以浆料喷涂方式担载到经过预处理的金属载体二上，再经过干燥、焙烧过程制得催化剂，具体步骤如下：

物理载体一、活性组分与助剂混和浆料制备与涂敷：按催化剂组成化学计量比将含有活性组分和助剂的可溶性前驱物、γ-Al₂O₃与AlOOH、Al(NO₃)₃·9H₂O、TiO₂、SiO₂中一种或几种的混合物，加入占催化剂总重量1-2％的造孔剂、占催化剂总重量1-2％的分散剂和质量浓度为3％的硝酸溶液，用高能球磨机进行湿式球磨8-24小时，得到粒径为0.5-5μm的混和浆料；用喷枪将上述浆料喷涂到金属载体二上；100-150℃下干燥8-12小时，尔后以1-3℃/min的升温速率由室温升至500-750℃并维持2-4小时，再自然降至室温制得催化剂。

所述活性组分镍的前驱物优选为可溶性的硝酸盐；助剂的前驱物优选为可溶性的硝酸盐。

所述分散剂、造孔剂选自含氧有机化合物，包括十二烷基硫酸纳、甲基戊醇、纤维素衍生物、聚丙烯酰胶、古尔胶、聚乙烯醇、聚乙二醇、脂肪酸聚乙二醇酯、甘油中的一种或两种。

一种金属壁载式合成气高温甲烷化催化剂的应用，该催化剂用于合成气高温甲烷化反应中的应用，具体为：

将制备完成的平板式催化剂和波纹板式催化剂按平板、波纹板、平板、波纹板的方式隔层叠加或卷制，在通道方向的上、下两个端面加装封头予以固定，在机械作用下将单板组装成催化剂单元模块，再按模块将催化剂装填至甲烷化反应器当中，高温甲烷化反应条件如下：压力为1.0-5.0MPa、温度为600-700℃、空速为10000-40000h^-1、H₂/(3CO+4CO₂)的摩尔比为1.00-1.20。在该反应条件下，CO转化率接近平衡转化率，CH₄选择性接近100％。

在本发明催化剂的某些优选实施方案中，活性组分镍可以部分地和助剂形成固溶体或共晶混合物，防止Ni晶粒长大以提高催化剂活性。

在本发明催化剂的某些优选实施方案中，活性组分镍可以部分地和载体一形成尖晶石型复合氧化物，防止Ni晶粒团聚以提高催化剂高温水热稳定性。

在本发明催化剂的某些优选实施方案中，载体一可以含有分散剂、造孔剂。在保证载体一与金属载体二的结合牢固度的同时进一步扩大物理载体一的比表面积和孔容、孔径以有利于担载活性组分，提高活性组分NiO分散度。

本发明催化剂具有以下优点：

(1)催化剂活性组分、助剂及载体一在焙烧过程中可以部分形成固溶体或复合氧化物，提高了催化剂的高温水热稳定性。

(2)金属壁载式催化剂以Fe-Cr-Al基金属板作为支撑体，不仅增加了催化剂的机械强度，同时由于其优良的导热性能可以快速导出甲烷化反应过程中放出的大量反应热，避免催化剂表面温度过高而使催化剂活性组分粒子团聚产生烧结。

(3)壁载式催化剂活性组分担载于金属催化剂载体表面，传质距离短，有利于提高催化剂活性组分利用率。

(4)金属壁载式催化剂在组装成模块单元后具有垂直的纵向通道，可以提供反应器床层较低的压力降，在甲烷化反应工艺中能够有效降低循环压缩机功耗。同时模块化反应单元易于放大。

(5)本发明催化剂的某些较佳实施方案中，活性组分、助剂、物理载体一可以一次性涂敷到金属载体基质上，大大简化了制备过程、并且提高了牢固度。

具体实施方式

除非另外指出，在本发明说明书和权利要求书中出现的所有数字，例如干燥、焙烧温度，操作温度和压力，表示催化剂组成的质量百分比等数值均不应该被理解为绝对精确值，该数值是在本领域内的普通技术人员所理解的、公知技术所允许的误差范围内。在本发明说明书和权利要求书中出现的精确的数值应该被理解为构成本发明的部分实施例。尽管在本发明给出的实例中努力做到保证数值的精确性，但由于各种测量技术的标准偏差，任何测量得到的数值都不可避免地存在一定误差。

以下通过特定的具体实施例说明本发明的实施方式，所属技术领域的技术人员可通过本说明书所揭示的内容理解本发明的其他特征与优点。本发明也可通过其它不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，在不悖离本发明精神的前提下进行各种修改与变化。总之，应该明白，具体实施例中提供的催化剂组成、制备方法、反应条件只是对代表本发明应用的许多可能的具体实施的举例说明。

实施例1：

取30×300mm的Fe-Cr-Al合金片洗净去油后于1000℃热处理5小时，使其表面形成结构致密的Al₂O₃氧化膜，称重质量为14.53g。

取34.70g的γ-Al₂O₃与47.21g的AlOOH、28.35g的Al(NO₃)₃·9H₂O，加入2g的甲基纤维素、10ml浓度2wt％的聚乙烯醇溶液和300ml浓度为3wt％的硝酸溶液，用高能球磨机进行湿式球磨16小时，得到粒径为1.5μm的混和浆料。

用65wt％的硝酸调节上述浆料的pH值至3.5，用喷枪将上述浆料喷涂到上述经过预处理的Fe-Cr-Al合金片上，120℃下干燥12小时，尔后以3℃/min的升温速率升至600℃并维持2小时，再自然降至室温，得到涂敷Al的催化剂中间体。重复该过程1次直至Al₂O₃的担载量为12.45g。

取563.98gNi(NO₃)₂.6H₂O、22.18gLa(NO₃)₃.6H₂O、48.36gCo(NO₃)₂·6H₂O，加入200ml去离子水配制含有活性组分和助剂的可溶性前驱物水溶液，将担载Al₂O₃的催化剂中间体置于上述水溶液当中进行浸渍，直至无气泡产生为止。将浸有活性组分和助剂的催化剂中间体120℃下干燥2小时，尔后以3℃/min的升温速率由室温升至600℃并维持2小时，再自然降至室温。重复该过程1次，得到实施例1催化剂，组成(重量百分比wt％，下同)为35％NiO-2％La₂O₃-3％CoO-25％Al₂O₃-35％Fe-Cr-Al。

实施例2：

取30×300mm的Fe-Cr-Al合金片洗净去油后于1000℃热处理3小时，使其表面形成结构致密的Al₂O₃氧化膜，称重质量为14.87g。

取69.63g的γ-Al₂O₃与69.20g的AlOOH、52.45g的Al(NO₃)₃·9H₂O、322.05gNi(NO₃)₂.6H₂O、88.18gLa(NO₃)₃.6H₂O、236ml1MZr(NO₃)₄溶液混和后，加入3g的甲基纤维素、15ml浓度2wt％的聚乙烯醇溶液和257ml浓度为3wt％的硝酸溶液，用高能球磨机进行湿式球磨16小时，得到粒径为1.5μm的混和浆料。

用65wt％的硝酸调节上述浆料的pH值至3.5，用喷枪将上述浆料喷涂到上述经过预处理的Fe-Cr-Al合金片上，120℃下干燥12小时，尔后以1℃/min的升温速率升至500℃并维持4小时，再自然降至室温，得到实施例2催化剂，组成为20％NiO-8％La₂O₃-7％ZrO₂-30％Al₂O₃-35％Fe-Cr-Al。

实施例3：

取30×300mm的Fe-Cr-Al合金片洗净去油后于1000℃热处理3小时，使其表面形成结构致密的Al₂O₃氧化膜，称重质量为14.11g。

取169.63g的γ-Al₂O₃与1M的TiO₂溶胶5670ml、142.35g的AlOOH、845.65gNi(NO₃)₂.6H₂O、116.24gLa(NO₃)₃.6H₂O、2000ml1MZr(NO₃)₄溶液混和后，加入10g的甲基纤维素、45ml浓度2wt％的聚乙烯醇溶液和335ml浓度为3wt％的硝酸溶液，用高能球磨机进行湿式球磨12小时，得到粒径为1.2μm的混和浆料。

用65wt％的硝酸调节上述浆料的pH值至4.0，用喷枪将上述浆料喷涂到上述经过预处理的Fe-Cr-Al合金片上，120℃下干燥12小时，尔后以1℃/min的升温速率升至500℃并维持4小时，再自然降至室温，得到实施例3催化剂，组成为15％NiO-8％La₂O₃-17％ZrO₂-30％TiO₂-20％Al₂O₃-10％Fe-Cr-Al。

实施例4-6：

取30×300mm的Fe-Cr-Al合金波纹板洗净去油后于1000℃热处理3小时，使其表面形成结构致密的Al₂O₃氧化膜。

其余制备步骤分别同实施例1-3，得到波纹板状的催化剂实施例4-6，组成分别同实施例1-3。

实施例7：

按照实施例1-6分别重复制备平板状和波纹板状催化剂单体，然后分别将实施例1与实施例4、实施例2与实施例5、实施例3与实施例6，按照平板－波纹板－平板的顺序，卷制成催化剂，装配入刚玉陶瓷管反应器当中，首先用10vol.％H₂-90vol.％N₂混和气在500℃条件下还原5小时，然后在压力为3.0MPa、温度为650℃、空速为20000h^-1、H₂/(3CO+4CO₂)的摩尔比为1.10的条件下进行评价。在该反应条件下，CO转化率接近平衡转化率，CH₄选择性接近100％。

实施例8：

分别取70×400mm的Fe-Cr-Al合金平板和波纹板洗净去油后于1000℃热处理3小时，使其表面形成结构致密的Al₂O₃氧化膜。按照实施例2与实施例5分别制备平板与波纹板催化剂，按照平板－波纹板－平板的顺序，卷制成催化剂，装配入内径为60mm的刚玉陶瓷管反应器当中，反应床层总高度为560mm，共装入8层催化剂。冷态条件下以空气为介质测定不同空气流量下的反应床层阻力降。结果见下表1：

空气流量/L/min	100	300	500	700	900
						阻力降/kPa	－	5	9	14	19

对比例1：

取直径为的Ni基甲烷化催化剂小球，装配入内径为60mm的刚玉陶瓷管反应器当中，反应床层总高度为560mm。冷态条件下以空气为介质测定不同空气流量下的反应床层阻力降。结果见下表2：

空气流量/L/min	100	300	500	700	900
						阻力降/kPa	8	15	26	47	55

对比表1及表2，可见本发明催化剂具有极低的反应床层阻力降。

Claims (12)

1.一种金属壁载式合成气高温甲烷化催化剂，其特征是该催化剂包括活性组分、助剂和载体，其中：

所述活性组分为镍，其含量以金属氧化物计，为催化剂总重量的15-35％；

所述助剂为稀土金属Ce、La、Sm、Pr、Gd或/和过渡金属Zr、Mn、Co、Y的氧化物、双元或三元复合氧化物；其含量以金属氧化物计，为催化剂总重量的5-25％；

载体一为上述活性组分及助剂的实际物理载体，为γ-Al₂O₃与AlOOH、Al(NO₃)₃·9H₂O、TiO₂、SiO₂中一种或几种的混合物，其含量以金属氧化物计，为催化剂总重量的25-50％；

催化剂的其余量为载体二，载体二为惰性载体Fe-Cr-Al基合金，选自17Cr-5A1-Fe、25Cr-5Al-Fe、28Cr-8Al-1Ti-Fe或28Cr-8Al-1Y-Fe合金；其形状为平板式和波纹板式两种。

2.根据权利要求1所述的金属壁载式合成气高温甲烷化催化剂，其特征在于活性组分镍含量以金属氧化物计，优选为催化剂总重量的20-30％。

3.根据权利要求1所述的金属壁载式合成气高温甲烷化催化剂，其特征在于助剂含量以金属氧化物计，优选为催化剂总重量的10-15％。

4.根据权利要求1所述的金属壁载式合成气高温甲烷化催化剂，其特征在于载体一含量以金属氧化物计，优选为催化剂总重量的35-50％。

5.根据权利要求1所述的金属壁载式合成气高温甲烷化催化剂，其特征在于所述活性组分镍可以部分地和助剂形成固溶体或共晶混合物，防止Ni晶粒长大以提高催化剂活性；活性组分镍可以部分地和载体一形成尖晶石型复合氧化物，防止Ni晶粒团聚以提高催化剂高温水热稳定性。

6.根据权利要求1所述的金属壁载式合成气高温甲烷化催化剂，其特征在于所述催化剂，助剂和载体一可以部分或全部形成复合氧化物以提高载体在高温水热条件下的稳定性；载体一可以部分地进入到载体二当中以提高金属载体二与催化剂物理载体一的结合牢固度。

7.一种如权利要求1所述的金属壁载式合成气高温甲烷化催化剂的制备方法，其特征在按照以下步骤进行：

(1)金属载体二预处理：将惰性载体Fe-Cr-Al基合金于1000℃热处理2-5小时，使其表面形成结构致密的Al₂O₃氧化膜；

(2)将物理载体一、助剂及活性组分以浆料喷涂或溶液浸渍的方式担载到经过预处理的金属载体二上，再经过干燥、焙烧过程制得催化剂。

8.根据权利要求7所述的金属壁载式合成气高温甲烷化催化剂的制备方法，其特征在于步骤(2)中，将物理载体一、助剂及活性组分以溶液浸渍方式担载到经过预处理的金属载体二上，再经过干燥、焙烧过程制得催化剂，具体步骤如下：

(1)物理载体一浆料制备与涂敷：按催化剂成分化学计量比将γ-Al₂O₃与AlOOH、Al(NO₃)₃·9H₂O、TiO₂、SiO₂中一种或几种的混合物，加入占催化剂总重量1-2％的造孔剂、占催化剂总重量1-2％的分散剂和质量浓度为3％的硝酸溶液，用高能球磨机进行湿式球磨8-16小时，得到粒径为0.5-5μm的载体一混和浆料；用质量浓度为65％的硝酸调节上述浆料的pH值至2-4，用喷枪将上述浆料喷涂到金属载体二上；100-150℃下干燥8-12小时，尔后以1-3℃/min的升温速率由室温升至500-750℃并维持2-4小时，再自然降至室温，得到涂敷物理载体一的催化剂中间体；

(2)活性组分与助剂的浸渍：按催化剂成分化学计量比配制含有活性组分和助剂的可溶性前驱物水溶液，将步骤(1)中得到的涂敷物理载体一的催化剂中间体置于上述水溶液当中，直至无气泡产生为止；将浸有活性组分和助剂的催化剂中间体100-150℃下干燥3-5小时，尔后以1-3℃/min的升温速率由室温升至500-750℃并维持2-4小时，再自然降至室温制得催化剂。

9.根据权利要求7所述的金属壁载式合成气高温甲烷化催化剂的制备方法，其特征在于步骤(2)中，将物理载体一、助剂及活性组分以浆料喷涂方式担载到经过预处理的金属载体二上，再经过干燥、焙烧过程制得催化剂，具体步骤如下：

物理载体一、活性组分与助剂混和浆料制备与涂敷：按催化剂组成化学计量比将含有活性组分和助剂的可溶性前驱物、γ-Al₂O₃与AlOOH、Al(NO₃)₃·9H₂O、TiO₂、SiO₂中一种或几种的混合物，加入占催化剂总重量1-2％的造孔剂、占催化剂总重量1-2％的分散剂和质量浓度为3％的硝酸溶液，用高能球磨机进行湿式球磨8-24小时，得到粒径为0.5-5μm的混和浆料；用喷枪将上述浆料喷涂到金属载体二上；100-150℃下干燥8-12小时，尔后以1-3℃/min的升温速率由室温升至500-750℃并维持2-4小时，再自然降至室温制得催化剂。

10.根据权利要求8或9所述的金属壁载式合成气高温甲烷化催化剂的制备方法，其特征在于所述活性组分镍的前驱物优选为可溶性的硝酸盐；助剂的前驱物优选为可溶性的硝酸盐。

11.根据权利要求8或9所述的金属壁载式合成气高温甲烷化催化剂的制备方法，其特征在于所述分散剂、造孔剂选自含氧有机化合物，包括十二烷基硫酸纳、甲基戊醇、纤维素衍生物、聚丙烯酰胶、古尔胶、聚乙烯醇、聚乙二醇、脂肪酸聚乙二醇酯、甘油中的一种或两种。

12.一种如权利要求1中所述的金属壁载式合成气高温甲烷化催化剂的应用，其特征在于该催化剂用于合成气高温甲烷化反应中的应用，具体为：将制备完成的平板式催化剂和波纹板式催化剂按平板、波纹板、平板、波纹板的方式隔层叠加或卷制，在通道方向的上、下两个端面加装封头予以固定，在机械作用下将单板组装成催化剂单元模块，再按模块将催化剂装填至甲烷化反应器当中，高温甲烷化反应条件如下：压力为1.0-5.0MPa、温度为600-700℃、空速为10000-40000h^-1、H₂/(3CO+4CO₂)的摩尔比为1.00-1.20。在该反应条件下，CO转化率接近平衡转化率，CH₄选择性接近100％。