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一种用于高H2/CO比气体合成甲烷的催化剂及其制备方法

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2024-10-23 08:42:40

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 徐景新 | 2024-10-23 08:42:40

以Co负载量为4wt%、Cu负载量为4wt%秤量硝酸钴和硝酸铜,用乙二醇和水的质量比为1:5.25的混合液体溶解上述盐后,加入SiO2浸渍12小时,再经120℃干燥、400℃焙烧,得到催化剂I,在3MPa、6L/(h·g-cat.)的H2/CO=15气氛中于260℃反应, CO转化率为100%,产物中CH4选择性约为82%

本发明公开了一种用于高H2/CO比气体合成甲烷的催化剂及其制备方法,所述催化剂以SiO2作为载体,负载金属离子;所述金属离子的负载量以相对于SiO2的质量为基准值1,称取Co的负载量为2.5‑12%,Cu的负载量为0‑10%,Zn的负载量为0‑10%。本方案能够彻底脱除高H2/CO比气体中CO,并且将CO高选择性地转化为CH4,在260℃下完全转化为甲烷气体,CH4选择性高于75%。该方法成本低、活性高、制备过程简单。

能源领域 - 天然气合成与能源转化方面

在煤制天然气(SNG)工艺中,这种催化剂可以有效利用高 H₂/CO 比的合成气来生产甲烷。我国煤炭资源丰富,通过该催化剂将煤炭转化为天然气,能够优化能源结构,缓解天然气供应不足的问题。例如,在大型煤制天然气工厂中,使用这种催化剂可以提高甲烷的合成效率,降低生产成本。

对于生物质气化合成天然气的过程,该催化剂也具有重要的应用价值。生物质是一种可再生能源,利用其产生的高 H₂/CO 比合成气合成甲烷,可以实现生物质能源的高效利用,减少对传统化石能源的依赖。

化工行业 - 碳一化学领域

在化工合成中,甲烷是许多重要化工产品的原料。这种催化剂可以用于高 H₂/CO 比气体的甲烷化反应,为后续的化工过程提供充足的甲烷原料。例如,在合成氨工业中,甲烷可以作为氢气的来源,通过与水蒸气重整反应产生氢气,该催化剂有助于优化氢气的生产过程。

在甲醇合成过程中,甲烷也可以作为一种原料或中间产物参与反应。通过这种催化剂控制高 H₂/CO 比气体合成甲烷的反应,可以更好地调节化工合成过程中的碳氢平衡,提高甲醇等化工产品的产量和质量。

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以Co负载量为10wt%秤量硝酸钴,用纯水溶解上述盐后,加入SiO2浸渍,在经与实施例1相同步骤后得到催化剂V,在与实施例1相同的条件下反应,催化剂反应性能数据列于表1。对比催化剂I和催化剂V可知,虽然催化剂I钴含量远低于催化剂V,但因有铜和乙二醇的促进作用,两个催化剂的反应性能相近,但催化剂I的钴用量远低于催化剂V,可以明显降低催化剂成本。

技术转让,许可,合作所需资金需双方协商,此项技术想尽快落地,希望具备此项技术研发的技术方,能够尽快承接此项目。