• 
    

    
    

      99热精品在线国产_美女午夜性视频免费_国产精品国产高清国产av_av欧美777_自拍偷自拍亚洲精品老妇_亚洲熟女精品中文字幕_www日本黄色视频网_国产精品野战在线观看 ?

      Mg、La助劑對(duì)Ni基甲烷化催化劑性能影響的研究

      2020-07-17 07:27:52史俊高
      煉油與化工 2020年2期
      關(guān)鍵詞:助劑甲烷轉(zhuǎn)化率

      史俊高

      (山東恒力新能源工程有限公司,山東濟(jì)南250101)

      隨著世界石油重質(zhì)化、劣質(zhì)化及其資源日益枯竭,尋找石油的替代能源勢(shì)在必行。我國(guó)富煤、缺油、少氣,只有通過煤的高效清潔利用才能改變依賴石油的現(xiàn)狀。而CO 甲烷化技術(shù)憑借天然氣燃燒完全,且燃燒時(shí)無煙無渣、產(chǎn)熱量大等優(yōu)點(diǎn)成為現(xiàn)代化工發(fā)展的重點(diǎn)[1,2]。

      CO 甲烷化催化劑的活性組分主要有Ni、Fe、Ru和Co等。Fe基催化劑易積碳,且在加壓條件下有生成液態(tài)烴的傾向,對(duì)高溫合成甲烷不利;Ru是1 種價(jià)格昂貴的金屬,且在高溫反應(yīng)過程中與CO形成的絡(luò)合物Ru(CO)x易升華,造成活性組分Ru的流失,導(dǎo)致催化劑成本大大提高,不適合工業(yè)生產(chǎn);Co基催化劑易因積碳而失活,且能加長(zhǎng)碳鏈反應(yīng),對(duì)甲烷的選擇性較差[3,4]。甲烷化催化劑助劑的研究主要有堿土金屬、稀土金屬和過渡金屬3大類,助劑Mg 和La 能再一定程度上相互促進(jìn),提高CO 的轉(zhuǎn)化率和選擇性[5]。該實(shí)驗(yàn)以氧化鋁為載體,添加不同量的助劑Mg 和助劑La,考察助劑Mg和La對(duì)Ni基甲烷化催化劑催化性能影響。

      1 實(shí)驗(yàn)部分

      1.1 催化劑的制備

      實(shí)驗(yàn)所用催化劑均采用等體積浸漬方法制備,首先測(cè)定載體γ-Al2O3的飽和吸水率,并計(jì)算出所配制硝酸鹽溶液的體積;將γ-Al2O3置于已知濃度的硝酸鹽溶液中進(jìn)行等體積浸漬,浸漬時(shí)間為12 h;在鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)105 ℃干燥10 h;在設(shè)有程序升溫的箱式電阻爐內(nèi)400 ℃焙燒4 h,制得實(shí)驗(yàn)所需催化劑[6,7]。實(shí)驗(yàn)所需主要試劑見表1。

      表1 甲烷化催化劑制備實(shí)驗(yàn)所需主要試劑

      1.2 催化劑的性能評(píng)價(jià)

      催化劑性能評(píng)價(jià)是在固定床微型反應(yīng)裝置中進(jìn)行的。將制備的催化劑經(jīng)破碎篩分出40~60 目1 mL 與同粒度的石英砂等體積混合后裝填至固定床微反裝置中,見圖1。

      圖1 催化劑裝填

      催化劑還原所用固定床加熱爐采用三段式均勻加熱,升溫速率為2 ℃/min,升至200℃時(shí)通入H2進(jìn)行還原,繼續(xù)升溫至400 ℃并維持還原狀態(tài)4 h,后用N2吹掃降溫至所需溫度,反應(yīng)器見圖2。

      圖2 固定床反應(yīng)器結(jié)構(gòu)

      催化劑性能評(píng)價(jià)時(shí),首先通入反應(yīng)原料高純氣體CO 和H2進(jìn)行不同實(shí)驗(yàn)條件(VH2∶VCO體積比,反應(yīng)溫度,不同組分催化劑等)的反應(yīng),產(chǎn)物經(jīng)GC-450 氣相色譜儀進(jìn)行在線采集檢測(cè),產(chǎn)物經(jīng)面積校正歸一法進(jìn)行計(jì)算各組分含量。其流程見圖3。

      圖3 催化劑性能評(píng)價(jià)流程

      1.3 催化劑表征方法

      催化劑比表面積(BET)的測(cè)定是采用北京Builder 電子技術(shù)有限公司SSA-4300 孔徑比表面積分析儀,以測(cè)定催化劑的比表面積。先將待測(cè)樣品在105 ℃進(jìn)行真空干燥4 h 進(jìn)行樣品預(yù)處理,之后放入液氮浴條件下進(jìn)行吸附、脫附,以測(cè)定樣品的比表面積和孔徑[8~12]。

      催化劑X 射線衍射(XRD)的測(cè)定采用日本理學(xué)D/max2500PC 全自動(dòng)粉末X 射線衍射儀以測(cè)定樣品中的晶相。以CoKα 作為輻射源,工作電流為40 mA,工作電壓為30 kV,掃描范圍為10 ~80o,掃描步長(zhǎng)為0.02o,掃描速率為8o/min。

      2 結(jié)果與討論

      2.1 VH2∶VCO體積比的影響

      在溫度為420 ℃,體積空速為5 000 h-1,反應(yīng)壓力為0.8 MPa 下進(jìn)行催化劑性能評(píng)價(jià)得到的曲線見圖4。

      圖4 VH2∶VCO體積比的影響

      由圖4 可以看出,隨著VH2∶VCO體積比的提高CO 的轉(zhuǎn)化率和CH4的選擇性都呈明顯上升趨勢(shì)。當(dāng) VH2:VCO< 3 時(shí),CO 過量發(fā)生歧化反應(yīng)產(chǎn)生了CO2,CH4的選擇性差;當(dāng) VH2∶VCO>4 時(shí) CO 幾乎完全轉(zhuǎn)化,產(chǎn)物CH4的選擇性達(dá)到90 以上,有了明顯提高,但仍有少量CO2產(chǎn)生。

      2.2 助劑Mg的影響

      在反應(yīng)體積比VH2∶VCO=4∶1,空速 5 000 h-1,反應(yīng)壓力0.8 MPa進(jìn)行的實(shí)驗(yàn),見圖5。

      圖5 助劑Mg對(duì)催化劑活性的影響

      由圖5 可知,添加Mg 后催化劑的起活溫度較之前有所升高,且催化劑的活性有所提高。當(dāng)T<360 ℃時(shí)催化劑的活性隨溫度的升高變化不大;當(dāng)Mg 含量為2%時(shí),催化活性高于其他催化劑。添加助劑Mg之后,提高了Ni的分散度和催化活性。

      2.3 助劑La的影響

      在反應(yīng)體積比VH2∶VCO=4∶1,空速 5 000 h-1,反應(yīng)壓力0.8 MPa,添加不同含量La得到曲線見圖6。

      圖6 助劑La對(duì)催化劑活性的影響

      由圖6 可以看出,在添加了助劑La 之后CO 的轉(zhuǎn)化率都有所提高,可見La對(duì)CO甲烷化有促進(jìn)作用,助劑La 的加入抑制了NiO 與Al2O3的相互作用,使NiA12O4等化合物的量減少。

      2.4 助劑Mg、La的共同影響

      當(dāng)添加助劑Mg 和La 以后,在反應(yīng)體積比為VH2∶VCO=4∶1,反應(yīng)空速5 000 h-1,反應(yīng)壓力0.8 MPa進(jìn)行了反應(yīng),得到的曲線見圖7。

      圖7 助劑Mg、La對(duì)催化劑活性的影響

      由圖7可見,添加2種助劑之后在300~600 ℃溫度范圍內(nèi)CO 轉(zhuǎn)化率均大于85%,比單獨(dú)加一種助劑時(shí)的轉(zhuǎn)化率均高,且在400~450 ℃的溫度范圍內(nèi)CO 幾乎完全轉(zhuǎn)化,催化劑的高活性溫度范圍變寬,這是助劑之間協(xié)作作用的結(jié)果。

      2.4 催化劑的表征

      2.4.1 比表面積通過SSA-4300 孔徑比表面積分析儀測(cè)定了系列催化劑Ni-Mg/γ-Al2O3的孔容積和比表面積,見表2。

      表2 催化劑BET測(cè)定

      由表2 可以看出,載體γ-Al2O3最大,隨著活性組分和助劑的提高比表面積逐漸降低,主要是活性組分和助劑的加入堵塞了部分載體的孔道所致,但催化劑的比表面積相差不大,可見少量的Mg對(duì)載體孔道的堵塞影響很小,且能夠提高催化劑的活性。

      2.4.2 XRD催化劑的XRD譜圖見圖8。

      圖8 催化劑的XRD譜圖

      由圖8 可以看出,未添加助劑La 的樣品只有NiAl2O4和NiO 的衍射峰,且較其它3 個(gè)樣品強(qiáng);添加助劑La之后,依然存在NiO和NiAl2O4的衍射峰,且NiAl2O4的響應(yīng)值降低,但出現(xiàn)了La2O2CO3的衍射峰,說明助劑La 抑制了NiAl2O4的生成,3 個(gè)樣品中并沒有La2O3的衍射峰,說明La2O3可能在載體上呈現(xiàn)高度分散狀態(tài)。

      3 結(jié)論

      (1)對(duì)于不同體積比的反應(yīng),CO 的轉(zhuǎn)化率和CH4的選擇性隨著體積比的增大而有所提高;

      (2)添加助劑Mg 后,粒徑相當(dāng)?shù)腗gO 和NiO形成了合金有利于Ni 在載體上分散,提高了催化劑的活性;

      (3)添加助劑La 后,抑制了 NiO 與 Al2O3的相互作用,提高了催化劑的反應(yīng)溫度;

      (4)添加助劑Mg 和La 后起到了協(xié)助作用,催化劑高活性溫度區(qū)域變寬。

      猜你喜歡
      助劑甲烷轉(zhuǎn)化率
      我國(guó)全產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域平均國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化率已達(dá)75%
      液氧甲烷發(fā)動(dòng)機(jī)
      農(nóng)藥減量增效助劑應(yīng)用技術(shù)
      論煤炭運(yùn)輸之甲烷爆炸
      水上消防(2020年1期)2020-07-24 09:26:02
      Gas from human waste
      曲料配比與米渣生醬油蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)化率的相關(guān)性
      塑料助劑的應(yīng)用
      橡膠助劑綠色化勢(shì)在必行
      透視化學(xué)平衡中的轉(zhuǎn)化率
      食品工業(yè)清洗助劑的開發(fā)
      教育| 庆城县| 天台县| 湖口县| 晋中市| 昆明市| 南江县| 太仓市| 林芝县| 曲沃县| 平江县| 开化县| 江口县| 东丰县| 神农架林区| 乌海市| 洛宁县| 正安县| 汤原县| 阳春市| 新竹县| 常山县| 景泰县| 太保市| 临西县| 杭锦旗| 扬州市| 滨州市| 崇阳县| 镇安县| 富蕴县| 隆尧县| 博客| 靖边县| 班玛县| 措勤县| 巴青县| 汝城县| 六枝特区| 中阳县| 鄂托克旗|