MgO作为甲烷转化制合成气催化剂载体及改性研究硕士论文.pdf

天津大学
硕士学位论文
MgO作为甲烷转化制合成气催化剂载体及改性研究
姓名:张文利
申请学位级别:硕士
专业:化学工程
指导教师:王军
20070501
,能节约能量,使反应更安全地进行。更重要的是可根据后续工艺地需要,调节原料气比例,以调节产物中/比,从而达到不经处理而直接使用的目的。目前研究者着力解决的是开发出一种低价、高活性、抗积炭性强的工业用镍基催化剂。本文采用固定床反应器,以甲烷部分氧化反应,甲烷部分氧化耦合二氧化碳重整反应为模型,使用、.⒔鹗舴稚⒍取等对催化剂进行表征。考察涸卦诨钚訫上制备的催化剂的催化活性。考察负载量,载体前驱体,催化剂制备方法等对耦合反应催化剂活性的影响。结果表明,以超细高活性T靥迨保琋课ナ贝呋粱钚宰詈谩T靥迩扒宥源呋的活性影响较大,疢成品催化活性最好,产生差异的原因是由于载体的比表面和颗粒直径不同。催化剂的活性正比于催化剂比表面,反比于载体平均粒径。司溶体催化剂活性远低于浸渍法制备的疢催化剂。共沉淀加剧了裳返谋砻娌阆虼伪砻娌憬蛱逑嗟睦┥ⅲ龃骉隡粒子的深度,使其难于还原。比例’,混合方式,助剂及改性方法等对呋粱钚浴⑽榷ㄐ院涂够啃阅的影响。结果表明,共沉淀法制备的..春显靥澹靥灞砻嫱本哂兴性位和碱性位,能够有效提高催化剂活性和抗积炭性能。助剂及添加顺序对催化剂反应活性和稳定性有较大影响。采用粼痈男缘腗瓵瓹载体能显著提高催化剂的比表面积、活性组分分散度、增强催化剂的稳定性、抗积炭性能等,并能降低催化剂活性组分的还原温度。关键词:甲烷,部分氧化,二氧化碳重整,催化剂,粮男
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学位论文作者签名:强丑奔学位论文作者签名:摇王乔沙签字日期:阳学位论文版权使用授权书年耯日独创性声明表或撰写过的研究成果,也不包含为获得苤壅盘堂或其他教育机构的学位或本学位论文作者完全了解苤壅盘茔有关保留、使用学位论文的规定。特授权墨盗盘茎可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果,除了文中特别加以标注和致谢之处外,论文中不包含其他人已经发证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。年索,并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。C艿难宦畚脑诮饷芎笫视帽臼谌ㄋ得签字日期:岳甁拢导师签名:
天然气是非常丰富的化石燃料资源,随着石油的消耗,天然气替代石油制备液体燃料和有机化学品的研究逐渐受到各国的高度重视。天然气中的甲烷是有机化合物中最稳定的分子,故肿踊罨癈有效转化利用一直是化学基础研究领域和化学工程领域的难题之一。苯幼;O┨蚣状嫉有机化学品收率过低,离工业化目标尚远。而将;:铣善,、柴油、甲醇、乙二醇及烯烃等各种液体燃料和有机化工产品的间接转化法成为当今国际上热门课题之一。因此,甲烷制合成气成为天然气化工的关键步骤。甲烷制合成气主要有水蒸汽重整、二氧化碳重整、甲烷部分氧化三种方式以及它们的组合。目前蒸汽重整法已在工业上获得广泛应用,而甲烷部分氧化制合成气则是目前的研究热点。第十届国际催化会议上提出的甲烷二氧化碳重整制合成气的研究是作为对传统的甲烷水蒸汽重整反应的一个重大改进,具有较高的环保效益。尽管甲烷水蒸汽重整、甲烷部分氧化和二氧化碳重整制合成气有许多优点,但其都具有各自的局限性。近年来出现甲烷部分氧化与二氧化碳重整耦合制合成气,甲烷部分氧化与甲烷水蒸气重整耦合制合成气及甲烷部分氧化与二氧化碳重整耦合制合成气等新工艺过程。目前甲烷部分氧化和甲烷二氧化碳重整制合成气的应用报道较少,主要是工业化的镍基催化剂易积炭和不稳定的问题没有解决。本文主要进行甲烷部分氧化和甲烷部分氧化耦合二氧化碳重整反应镍基催化剂的研究。以甲烷部分氧化耦合二氧化碳重整反应为模型,研究涸卦诨性现票傅拇呋恋拇呋钚浴?疾旄涸亓浚靥迩扒澹票阜椒ǖ榷催化剂活性的影响。以甲烷部分氧化反应为模型,研究涸卦贛瓵春载体上制备的催化剂的催化活性,考察镁铝的混合比例,混合方式,助剂及改性方法对催化剂活性、稳定性和抗积炭性能的影响。筛选出一种高活性、高稳定性的催化剂。通过对催化剂的表征,深入了解催化剂的结构特征和载体效应。研究催化剂结构、制备工艺和反应活性、稳定性、抗积炭性能之间的联系,为新型催化剂的开发、设计和制备提供理论依据和实践指导。刖吾
第一章文献综述甲烷制合成气的途径分子活化。大量研究表明,活化是