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《甲烷部分氧化制取合成氣鎳基催化劑及工藝條件研究》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、2005年1月摘要甲烷催化部分氧化制合成氣具有反應(yīng)速度快、能耗低、設(shè)備投資小及產(chǎn)品中H2/CO摩爾比接近2.0等優(yōu)點(diǎn),是甲烷利用的有效途徑之一。本論文在本課題組前期工作的基礎(chǔ)上,采用TPR、XRD、TEM、TG、BET及活性評(píng)價(jià)等手段,分別對(duì)甲烷部分氧化制合成氣Ni/MgO—Ce02.CaO.A1203催化劑的制各條件及反應(yīng)工藝條件進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究。研究結(jié)果表明,隨焙燒溫度的升高,催化劑中鎳物種與載體作用逐漸增強(qiáng)。雖然焙燒溫度提高會(huì)使催化劑比表面降低,但由于尖晶石結(jié)構(gòu)的形成,其熱穩(wěn)定性會(huì)明顯提高
2、,將有利于抑制催化劑在反應(yīng)過(guò)程中因燒結(jié)而失活的可能性。與低溫焙燒的催化劑相比,高溫焙燒的催化劑仍表現(xiàn)出良好催化反應(yīng)性能,并具有相對(duì)較好的穩(wěn)定性,反應(yīng)過(guò)程中床層的熱點(diǎn)溫度相對(duì)較低。9500(2是較為適宜的焙燒溫度。采用浸漬法、干混法、濕混法及溶膠一凝膠法并經(jīng)9500C焙燒的催化劑研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),濕混法制備的催化劑的還原溫度相對(duì)較低,該方法不僅簡(jiǎn)化了催化劑的制備工藝,催化劑還具有較佳的催化反應(yīng)性能。與v.A1203相比,采用MgAl204為載體制備的催化劑仍具有的很好的催化活性和較低的熱點(diǎn)溫度,有利于催化
3、劑的實(shí)際應(yīng)用。通過(guò)對(duì)催化劑反應(yīng)工藝條件的研究發(fā)現(xiàn),催化劑經(jīng)在與焙燒溫度相同的溫度條件下進(jìn)行等溫還原性能較佳。對(duì)于POM。1催化劑,在氣體空速為4.35x105h1,加熱爐溫在8000C,CH4/02比為1.75,Db/Dp=16.7的條件下,甲烷轉(zhuǎn)化率、CO和H2的選擇性分別可達(dá)99%、95%、97%,產(chǎn)物中甲烷的干基含量低于O.5%。此外,采用雙床反應(yīng)器不但降低了催化劑的床層熱點(diǎn)溫度,保證反應(yīng)的安全穩(wěn)定的進(jìn)行,而且有利于調(diào)整產(chǎn)物的比例。關(guān)鍵詞:甲烷,部分氧化,合成氣,Ni基催化劑,工藝條件,熱點(diǎn)溫
4、度,甲烷殘留量,焙燒溫度,MgAl204AbstractComparedwithmethanereformingwithsteamorcarbondioxide,catalyticpartialoxidationofmethanetosyngasisabetterapproachformethaneutilization,forithasmanyadvantagessuchashigherspacevelocity,lowerpowercost,smallerreactorandH2/COratio
5、ofsyngascloseto2.0,whichisfavorabletosynthesisofmethanolorotherhigh.gradealcoh01.Inthiswork,aseriesofNi/MgO—Ce02。CaO‘A1203catalystswereprepared,andtheirphysico—chemicalpropertieswerecharacterizedbymeansofTPR、XRD、TEM,TG?BETandcatalyticperformanceevaluat
6、ion.Additionally,thereactionconditionsforpartialoxidationofmethanewereoptimized.Calcinationstemperatureisanimportantfactorforcatalystpreparation.WiththeincreaseofcalcinationstemperatureforNi/MgO·Ce02一CaO—A1203catalysts,theinteractionbetweennickelspecie
7、sandsupportbecamestronger.Comparedwith7-ahtmina,thecatalystsshowedlargerspecificsurfaceareaevenathighercalcinationstemperatureduetotheformationofspinel,suchasNiAl204andMgml204.TheformationNiAl204spinelbenefitedtothedispersionofnickel,andSOsmallernickel
8、crystalliteswouldbeformedafterreduction.Inthepartialoxidationofmethanetosyngas,thecatalystscalcinedathighertemperatureexhibitedbeRerstability,especiallycalcinedat9500C.Moreover,thehotspottemperatureofbedforthecatalystscalcinatedathighte