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焦炉气是在炼焦过程中产生的副产品，主要成分是氢气和甲烷，还有一氧化碳、二氧化碳、烯烃等。每年中国焦炉气的产量约1200亿Nm3，其利用率约为55％，焦炉气通过甲烷化反应，将焦炉气中CO、CO2转化为甲烷，再通过变压吸附生产天然气具有较好经济价值和社会意义。甲烷化是强放热反应，反应器局部温升可以造成碳烃裂解而结碳，还可能容易使甲烷化催化剂烧结而失活。针对焦炉气甲烷化的工艺特点，本研究主要开发适于焦炉气中低温甲烷化催化剂。 本研究对于富氢焦炉气的甲烷化过程进行系统的分析和研究，开发了适于中低温催化甲烷化的三类催化剂，考察了催化剂活性组分、载体、焙烧氛围等因素的影响，发现新型的氮化钴催化剂在低温下具有较高的转化率和选择性。研究开发了一种双金属的Ni-Co/CexZr1-xO2催化剂，考察了不同制备方法、焙烧温度、活性组分含量对于甲烷化过程的影响，通过固定床反应器的催化活性评价（反应温度:150-450℃，压力2.0 MPa，空速5，000-15，000 h-1）。通过不同的表征手段如:BET、ICP-EDX、XRD、SEM、TEM、XPS、拉曼等对反应前后的催化剂进行了表征分析，发现催化剂由于铈的氧空位，导致形成了更多的活性中心，从而增强了碳氧化物的吸附能力，促进了甲烷化反应，从而提高了甲烷化的催化性能。同时研究发现，还原后的金属活性组分相比于氧化物组分有利于甲烷化的反应。进而研究发现不同的还原氛围将极大的影响催化剂的活性，一种新型的NH3还原方法相比于H2还原方法获得了更高活性的Ni/Ce0.12Zr0.88O2甲烷化催化剂。SEM、TEM的表征发现NH3还原氛围更易获得高分散性、颗粒更小的镍活性组分催化剂。为了进一步降低甲烷化温度，进而减缓催化剂的积碳现象，合成了新型氮化钴催化剂，通过三氧化铝的负载增加比表面积。活性评价发现，温度降低100度的情况下该催化剂能达到与Ni-Co/CexZr1-xO2催化剂活性相当的效果，其甲烷化催化活性和贵金属催化剂相当，分析发现N元素的添加增加了催化剂的表面酸性，提高了催化剂的抗积碳性能，也促进了一氧化碳的解离反应。寿命评价发现其稳定性具有进一步放大的前景。