本發(fā)明涉及金屬催化劑，具體是一種多元金屬催化劑及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
1、金屬催化碳氫化合物裂解工藝廣泛應(yīng)用于氫能、炭黑、石墨及石墨烯制備等領(lǐng)域，主要包括固體金屬催化裂解和熔融金屬催化裂解。固體金屬催化劑在催化裂解過程中表面產(chǎn)生積碳失活，轉(zhuǎn)化率和生產(chǎn)效率相對較低，僅在炭黑和石墨烯制造領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。熔融金屬催化裂解是指將碳氫化合物氣體通入高溫熔融的金屬液體內(nèi)，在液體金屬的催化下分解為碳粉和氫氣，碳粉附著在氫氣泡表面，上浮于金屬液面之上，有效地解決了催化劑積碳失效的問題，同時提高轉(zhuǎn)化率和生產(chǎn)效率，是未來制氫制碳領(lǐng)域研究開發(fā)的重要工藝路線。
2、為了降低能耗和提升催化過程安全性能，熔融金屬催化裂解工藝往往選擇鉍或錫等低熔點的金屬，但這些低熔點金屬催化效率和轉(zhuǎn)化率低。為了提高熔融金屬的催化效率和轉(zhuǎn)化率，現(xiàn)階段的催化劑主要以鉍或錫等低熔點金屬作為熔劑，添加催化活性較高的鎳、銅等組成二元或多元催化劑。目前多元催化劑中催化活性較高的金屬如鎳、銅、鈷、鉬等的熔點均很高，為了使熔點較高、催化活性較高的金屬完全熔化固溶進低熔點金屬內(nèi)，需在較高的溫度加熱，由于鉍或錫等低熔點金屬極易揮發(fā)而不能在真空狀態(tài)下熔煉，而非真空熔煉則會造成金屬大量氧化導(dǎo)致成材率低、成本高，制得的催化劑氧含量高、催化效率低。
3、由于多元催化劑制備困難，目前多數(shù)使用方式為將各種純金屬直接加入催化裂解裝置內(nèi)，在裂解溫度下加熱熔融合金化后使用。但由于活性金屬熔點高，如鈷的熔點為1495℃，鈷在900～1100℃的裂解溫度下，需要較長的時間才能完全熔化并固溶在鉍或錫熔劑中，增加了生產(chǎn)準備時間，降低了生產(chǎn)效率；如鉬的熔點為2620℃，鉬在900～1100℃的裂解溫度下，難以完全熔化并固溶在鉍或錫熔劑中，達不到最佳催化效果。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的在于提供一種多元金屬催化劑及其制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明提供的多元金屬催化劑的制備方法，具有較高的成材率，而且制備的多元金屬催化劑雜質(zhì)少、催化效率高。
2、為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：
3、本發(fā)明提供了一種多元金屬催化劑的制備方法，包括：將金屬原料進行真空脫氣，然后在惰性氣氛中熔融合金化，得到多元金屬催化劑；所述金屬原料包括錫/鉍和活性金屬。
4、優(yōu)選地，所述真空脫氣的壓力小于1pa，所述真空脫氣的溫度為150～200℃，所述真空脫氣的保溫時間為1～3h。
5、優(yōu)選地，所述惰性氣氛的壓力為110～130kpa。
6、優(yōu)選地，所述熔融合金化包括依次進行的合金化階段和脫氧脫硫階段。
7、優(yōu)選地，所述脫氧脫硫階段加入金屬原料質(zhì)量分數(shù)0.005～0.015％的金屬鈣。
8、優(yōu)選地，按金屬原料的質(zhì)量為100％計，所述活性金屬包括：ni?7～9％，co1.5～2.5％，cu?14～17％以及mo?0.5～1.5％。
9、優(yōu)選地，所述熔融合金化的溫度為1200～1300℃。
10、本發(fā)明還提供了上述技術(shù)方案所述制備方法制備得到的多元金屬催化劑，按質(zhì)量百分數(shù)計，所述多元金屬催化劑中o≤0.005％，s≤0.001％。
11、優(yōu)選地，按質(zhì)量百分比計，所述多元金屬催化劑的成分為：ni?7～9％，co1.5～2.5％，cu?14～17％，mo?0.5～1.5％，o≤0.005％，s≤0.001％以及余量的bi/sn。
12、本發(fā)明還提供了上述技術(shù)方案所述多元金屬催化劑在碳氫化合物催化裂解中的應(yīng)用。
13、本發(fā)明提供了一種多元金屬催化劑的制備方法，包括：將金屬原料進行真空脫氣，然后在惰性氣氛中熔融合金化，得到多元金屬催化劑；所述金屬原料包括錫/鉍和活性金屬。本發(fā)明先將金屬原料進行真空脫氣，減少原料帶來的雜質(zhì)；在惰性氣氛下進行合金化，可以避免空氣對金屬的氧化，降低雜質(zhì)含量，提高成材率。實施例結(jié)果表明，按照本發(fā)明提供的制備方法制備多元金屬催化劑，成材率達到97.3～97.6％；制得的多元金屬催化劑氧含量在0.0021～0.0023％，硫含量在0.0003～0.0005％，催化碳氫化合物裂解率達到95.80～96.73％。
1.一種多元金屬催化劑的制備方法，其特征在于，包括：將金屬原料進行真空脫氣，然后在惰性氣氛中熔融合金化，得到多元金屬催化劑；所述金屬原料包括錫/鉍和活性金屬。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述真空脫氣的壓力小于1pa，所述真空脫氣的溫度為150～200℃，所述真空脫氣的保溫時間為1～3h。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述惰性氣氛的壓力為110～130kpa。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述熔融合金化包括依次進行的合金化階段和脫氧脫硫階段。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述脫氧脫硫階段加入金屬原料質(zhì)量分數(shù)0.005～0.015％的金屬鈣。
6.根據(jù)權(quán)利要求1～5任意一項所述的制備方法，其特征在于，按金屬原料的質(zhì)量為100％計，所述活性金屬包括：ni?7～9％，co?1.5～2.5％，cu?14～17％以及mo?0.5～1.5％。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述熔融合金化的溫度為1200～1300℃。
8.權(quán)利要求1～7任一項所述制備方法制備得到的多元金屬催化劑，其特征在于，按質(zhì)量百分數(shù)計，所述多元金屬催化劑中o≤0.005％，s≤0.001％。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的多元金屬催化劑，其特征在于，按質(zhì)量百分比計，所述多元金屬催化劑的成分為：ni?7～9％，co?1.5～2.5％，cu?14～17％，mo0.5～1.5％，o≤0.005％，s≤0.001％以及余量的bi/sn。
10.權(quán)利要求8或9所述多元金屬催化劑在碳氫化合物催化裂解中的應(yīng)用。