本技术介绍了一种新型低汽碳比甲烷重整催化剂,该催化剂保留了熔盐特性,由活性成分、助剂、无机氧化物骨架和熔盐组成。活性成分在催化剂中的质量百分比为0.5%至10.0%。
背景技术
甲烷水蒸气重整(SMR)可用于制取合成气,该技术早在1926年便已实现工业化应用,产气可进一步用于费托合成及甲醇合成,是现代庞大甲醇工业的基础。SMR是典型的吸热反应,提高反应温度有利于化学平衡正向进行,需在高温下进行(700~1000℃内)。使用的催化剂一般为镍、铁、钴等非贵金属活性组分和钯、铑、铂等贵金属活性组分,后者因自然储量少导致造价成本高而在一定程度上发展受到了制约。其中,镍基催化剂由于活性较高(可与贵金属活性相当)而被业界广泛推荐使用。
由于SMR反应过程中会在镍基催化剂表面产生大量积碳,因此目前在进料时往往提高汽碳比使反应平衡正向进行,从而抑制积碳的发生进而延长催化剂寿命。然而,高汽碳比会造成水蒸气及能源消耗量的增加,同时也衍生出对产气的稀释作用,故使用低汽碳比条件进行SMR反应逐渐成为趋势,但催化剂积碳严重仍是低汽碳比SMR技术的首要解决问题。
催化剂的制备方法决定了包括结构、尺寸、分散度等在内的各种特性,同时制备方法也直接影响催化剂的活性、选择性和稳定性。常见的催化剂制备方法有混合法、浸渍法、沉淀法等,但上述经典方法均存在各自的优缺点,尤其对于SMR反应在低汽碳比条件下要求反应活性高、抗积碳能力出色仍需突破。
近年来,熔盐法在合成多元组分材料方面逐渐引起研究人员关注,该方法以一种或多种熔点较低的碱金属盐类为介质,与反应物按一定比例均匀混合后加热,使反应在熔盐介质的熔体中进行,最后使用溶剂洗涤得到产物,因而具有温度较低、操作简单易行以及合成时间短等优点。然而,现有的熔盐法制备催化剂时需洗涤去除熔盐介质。
实现思路