CN108325566B - 一种提高甲烷与二氧化碳干重整催化剂性能的预处理方法 - Google Patents

一种提高甲烷与二氧化碳干重整催化剂性能的预处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种提高甲烷与二氧化碳干重整催化剂性能的预处理方法，属于催化剂技术领域，通过将去除表面杂物并预热至200‑240℃的甲烷与二氧化碳干重整催化剂置于一定重量比的Ni(NO3)2与NH3的混合溶液中进行处理，再通入N2，对甲烷与二氧化碳干重整催化剂进行干燥得到；本发明使甲烷与二氧化碳干重整催化剂表面的密集度增加，有效提高了催化剂比表面积，能够提高增强催化剂的稳定性、导热性，增加催化剂的寿命和提高合成气的产出；可用于对甲烷与二氧化碳干重整催化剂性能的提高。

Description

一种提高甲烷与二氧化碳干重整催化剂性能的预处理方法
技术领域
本发明属于催化剂技术领域，涉及一种提高甲烷与二氧化碳干重整催化剂性能的预处理方法。
背景技术
甲烷二氧化碳干重整是指以甲烷和二氧化碳为反应原料，进行催化重整反应生成氢气和一氧化碳的过程。制取的氢气和一氧化碳可以利用费托合成来进一步生产甲醇、二甲醚以及其它低烃液体燃料。该过程可以高效转化沼气中的温室气体甲烷和二氧化碳，达到温室气体减排和变废为宝的目的，具有环境与资源的双重效益。
早在 1928 年，就有了关于甲烷二氧化碳干重整研究的报道。甲烷二氧化碳干重整制合成气的催化剂通常采用 VIII 族过渡金属作为活性组分。国内外研究主要集中于以Ni、Co、Cu、Fe 等金属元素为活性组分的催化剂对甲烷二氧化碳干重整反应的作用，尤其是Ni 基催化剂，具有较好的催化活性，并且通过多年的研究，催化剂的积炭，烧结以及与载体间的固相反应等缺点也得到了一定的改善。但是对于干重整常用的Ni基催化剂在实际生产中还是常面临着活性组分高温易烧结、易脱落，稳定性不够，使得催化剂的寿命和合成产出相对受限。
催化剂的预处理技术作为催化剂研发中的重要一环，对提高某些催化剂的活性，稳定性和抗中毒能力具有举足轻重的作用。通过对干重整催化剂进行预处理，可以达到增强催化剂的稳定性、导热性，增加催化剂的寿命和提高合成气的产出。
发明内容
为了进一步改善现有甲烷与二氧化碳干重整催化剂的稳定性、导热性，增加催化剂的寿命，本发明克服了现有技术的不足，提供一种提高甲烷与二氧化碳干重整催化剂性能的预处理方法，是通过如下技术方案实现的。
一种提高甲烷与二氧化碳干重整催化剂性能的预处理方法，包括以下步骤。
a）将甲烷与二氧化碳干重整催化剂进行水浴喷淋处理去除表面杂物。
b）配置混合溶液：在Ni(NO3)2溶液中通NH3气，重量比为Ni(NO3)2:NH3=1:2.5-3.5。
c）将去除表面杂物的甲烷与二氧化碳干重整催化剂预热至200-240℃。
d）将预热的甲烷与二氧化碳干重整催化剂置于混合溶液中进行处理。
e）通入N2，对甲烷与二氧化碳干重整催化剂进行干燥处理。
优选的，是将去除表面杂物的甲烷与二氧化碳干重整催化剂通过蒸汽预热至200-240℃。
优选的配置混合溶液：在Ni(NO3)2溶液中通NH3气，重量比为Ni(NO3)2:NH3=1:3。
本发明与现有技术相比具有如下列有益效果。
本发明通过在Ni(NO3)2溶液中通NH3气作为处理介质，使甲烷与二氧化碳干重整催化剂表面的密集度增加，有效提高了催化剂比表面积，能够提高增强催化剂的稳定性、导热性，增加催化剂的寿命和提高合成气的产出。使得甲烷和二氧化碳的反应转化率、一氧化碳和氢气的选择性、抗积碳性和稳定性得到显著提高。在实际操作过程中，甲烷转化率超过92%，CO选择性超过90%，合成气产出率高出10%。并且本发明具有处理方法简单易操作，处理原料来源广泛、处理条件温和、处理时间短、处理成本低廉、使用安全性好等优点。
附图说明
图1是未处理前的甲烷与二氧化碳干重整催化剂表面图样。
图2是经本发明预处理后的甲烷与二氧化碳干重整催化剂表面图样。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例和附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。下面结合实施例详细说明本发明的技术方案，但保护范围不被此限制。
实施例1
一种提高甲烷与二氧化碳干重整催化剂性能的预处理包括以下步骤：
a）将甲烷与二氧化碳干重整催化剂进行水浴喷淋，直至去除表面杂物；
b）配置混合溶液：在Ni(NO3)2溶液中通NH3气，重量比为Ni(NO3)2:NH3=1:2.5；
c）将去除表面杂物的甲烷与二氧化碳干重整催化剂通过蒸汽预热至200℃；
d）将预热的甲烷与二氧化碳干重整催化剂置于步骤b）的混合溶液中处理2h；
e）通入N2，对甲烷与二氧化碳干重整催化剂进行干燥处理。
实施例2
一种提高甲烷与二氧化碳干重整催化剂性能的预处理包括以下步骤：
a）将甲烷与二氧化碳干重整催化剂进行水浴喷淋，直至去除表面杂物；
b）配置混合溶液：在Ni(NO3)2溶液中通NH3气，重量比为Ni(NO3)2:NH3=1:3.5；
c）将去除表面杂物的甲烷与二氧化碳干重整催化剂预热至240℃；
d）将预热的甲烷与二氧化碳干重整催化剂置于步骤b）的混合溶液中处理5h；
e）通入N2，对甲烷与二氧化碳干重整催化剂进行干燥处理。
实施例3
一种提高甲烷与二氧化碳干重整催化剂性能的预处理包括以下步骤：
a）将甲烷与二氧化碳干重整催化剂进行水浴喷淋，直至去除表面杂物；
b）配置混合溶液：在Ni(NO3)2溶液中通NH3气，重量比为Ni(NO3)2:NH3=1:3；
c）将去除表面杂物的甲烷与二氧化碳干重整催化剂通过蒸汽预热至220℃；
d）将预热的甲烷与二氧化碳干重整催化剂置于步骤b）的混合溶液中处理3h；
e）通入N2，对甲烷与二氧化碳干重整催化剂进行干燥处理。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所做的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定专利保护范围。

Claims (3)

1.一种提高甲烷与二氧化碳干重整催化剂性能的预处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
a）将甲烷与二氧化碳干重整催化剂进行水浴喷淋处理去除表面杂物；
b）配置混合溶液：在Ni(NO3)2溶液中通NH3气，重量比为Ni(NO3)2:NH3=1:2.5-3.5；
c）将去除表面杂物的甲烷与二氧化碳干重整催化剂预热至200-240℃；
d）将预热的甲烷与二氧化碳干重整催化剂置于混合溶液中进行处理；
e）通入N2，对甲烷与二氧化碳干重整催化剂进行干燥处理。
2.根据权利要求1所述的一种提高甲烷与二氧化碳干重整催化剂性能的预处理方法，其特征在于，将去除表面杂物的甲烷与二氧化碳干重整催化剂通过蒸汽预热至200-240℃。
3.根据权利要求1所述的一种提高甲烷与二氧化碳干重整催化剂性能的预处理方法，其特征在于，配置混合溶液：在Ni(NO3)2溶液中通NH3气，重量比为Ni(NO3)2:NH3=1:3。
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