甲烷二氧化碳重整鎳基催化劑的研究

【摘要】：甲烷二氧化碳重整反應(yīng)近些年受到的關(guān)注越來(lái)越多,不僅因?yàn)榇朔磻?yīng)消耗了兩大溫室氣體,而且此反應(yīng)的生成物H2/CO比例有利于費(fèi)托合成反應(yīng)的進(jìn)行。目前,甲烷二氧化碳重整反應(yīng)遇見(jiàn)的最大難題就是隨著反應(yīng)的進(jìn)行,催化劑因?yàn)榉e碳和高溫?zé)Y(jié)而易于失活,因此尋找合適的催化劑成為了研究的焦點(diǎn)。鎳基催化劑因?yàn)榫哂信c貴金屬相當(dāng)?shù)拇呋钚?、成本較低而備受青睞,但因其易積碳和燒結(jié)而失活的性質(zhì)而成為該領(lǐng)域亟待解決的問(wèn)題。 本文采用浸漬法制備了不同組成的催化劑Ni-M/y-Al2O3(M=Zr、Co、Mg、Nd),并在固定床反應(yīng)裝置上考察了不同助劑、不同助劑含量、不同催化劑煅燒溫度以及不同反應(yīng)溫度對(duì)催化劑活性的影響；并對(duì)催化劑進(jìn)行了掃描電子顯微鏡(SEM)、x-射線衍射(XRD)和熱重分析(TG-DTG)等表征。實(shí)驗(yàn)表明,14Ni-5Mg/y-Al2O3的催化活性較好,隨著反應(yīng)溫度的升高,甲烷的轉(zhuǎn)化率、氫氣和一氧化碳的收率也升高,當(dāng)溫度升到800℃時(shí),甲烷轉(zhuǎn)化率達(dá)到97%以上。采用共沉淀法制備載體、浸漬法制備的催化劑14Ni/MgO-Al2O3,在800℃反應(yīng)溫度下,其活性比催化劑14Ni-5Mg/y-Al2O3的活性要好。 用不同的有機(jī)溶劑(乙醇、乙二醇和正丁醇)處理γ-Al2O3載體,采用等體積浸漬法制備了10Ni/γ-Al2O3、10Ni/γ-Al2O3-e(乙醇處理過(guò)載體的催化劑)、10Ni/γ-Al2O3-g(乙二醇處理過(guò)載體的催化劑)、10Ni/γ-Al2O3-b(正丁醇處理過(guò)載體的催化劑)。對(duì)催化劑進(jìn)行了X-射線衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)等表征,同時(shí)考察了這些催化劑用于甲烷二氧化碳重整反應(yīng)中的催化活性,并對(duì)活性較好的催化劑進(jìn)行了長(zhǎng)周期的實(shí)驗(yàn)。研究結(jié)果表明：經(jīng)過(guò)有機(jī)溶劑處理的催化劑,活性組分具有良好的分散性,且有機(jī)溶劑極性越大,催化劑活性組分分散越好,抗積碳能力越強(qiáng)。 【關(guān)鍵詞】：甲烷 二氧化碳 催化重整 鎳 y-ai2O3
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：O643.36
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 引言9-10
• 1 文獻(xiàn)綜述10-32
• 1.1 甲烷的工業(yè)利用10-12
• 1.1.1 甲烷水蒸氣重整制合成氣10-11
• 1.1.2 甲烷部分氧化反應(yīng)11
• 1.1.3 甲烷自熱重整11
• 1.1.4 甲烷二氧化碳重整11-12
• 1.2 甲烷二氧化碳重整反應(yīng)的熱力學(xué)分析12
• 1.3 甲烷二氧化碳重整反應(yīng)機(jī)理的研究12-15
• 1.4 甲烷二氧化碳重整反應(yīng)催化劑的研究15-28
• 1.4.1 活性組分15-18
• 1.4.2 載體18-19
• 1.4.3 助劑19-21
• 1.4.4 催化劑的制備方法21-24
• 1.4.5 催化劑失活24-28
• 1.5 反應(yīng)條件對(duì)CH_4/CO_2重整活性的影響28-31
• 1.5.1 溫度28-29
• 1.5.2 壓力29
• 1.5.3 原料氣配比29-31
• 1.6 本課題研究的意義及主要內(nèi)容31-32
• 2 不同助劑對(duì)催化劑活性的影響32-49
• 2.1 實(shí)驗(yàn)部分32-33
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)藥品32
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器32-33
• 2.2 催化劑的制備33
• 2.3 催化劑的活性評(píng)價(jià)與表征33-36
• 2.3.1 催化劑活性評(píng)價(jià)裝置33-34
• 2.3.2 反應(yīng)原料34-35
• 2.3.3 實(shí)驗(yàn)操作35
• 2.3.4 計(jì)算方法35-36
• 2.3.5 催化劑的表征36
• 2.4 結(jié)果分析與討論36-47
• 2.4.1 添加不同的助劑對(duì)催化劑性能的影響36-41
• 2.4.2 Mg含量不同對(duì)催化劑性能的影響41-42
• 2.4.3 反應(yīng)溫度不同對(duì)催化劑性能的影響42-43
• 2.4.4 煅燒溫度不同對(duì)催化劑活性的影響43-46
• 2.4.5 載體的制備方法不同對(duì)催化劑活性的影響46-47
• 2.5 小結(jié)47-49
• 3 載體改性對(duì)CH_4/CO_2重整催化劑活性的影響49-59
• 3.1 實(shí)驗(yàn)部分49
• 3.1.1 實(shí)驗(yàn)藥品49
• 3.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器49
• 3.2 催化劑的制備49-50
• 3.3 催化劑的活性評(píng)價(jià)與表征50
• 3.3.1 催化劑活性評(píng)價(jià)裝置50
• 3.3.2 反應(yīng)原料50
• 3.3.3 實(shí)驗(yàn)操作50
• 3.3.4 計(jì)算方法50
• 3.3.5 催化劑的表征50
• 3.4 結(jié)果分析與討論50-58
• 3.4.1 不同溶液處理載體對(duì)催化劑活性的影響50-52
• 3.4.2 空速對(duì)催化劑活性的影響52-53
• 3.4.3 催化劑的長(zhǎng)周期試驗(yàn)53-58
• 3.5 小結(jié)58-59
• 4 結(jié)論59-60
• 參考文獻(xiàn)60-70
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況70-71
• 致謝71-72

您可以在本站搜索以下學(xué)術(shù)論文文獻(xiàn)來(lái)了解更多相關(guān)內(nèi)容

用常壓高頻冷等離子體射流還原Ni/γ-Al_2O_3催化劑的新方法    劉改煥;儲(chǔ)偉;龍華麗;戴曉雁;印永祥;

載體對(duì)合成氣制甲烷鎳基催化劑性能的影響    李霞;楊霞珍;唐浩東;劉化章;

極性有機(jī)溶劑對(duì)鎳顆粒晶型的影響    米遠(yuǎn)祝;顏學(xué)敏;但悠夢(mèng);胡衛(wèi)兵;

壓力對(duì)CH_4/CO_2重整制取合成氣反應(yīng)性能的影響    陳吉祥;王日杰;張繼炎;

Ni/ZrO_2催化劑上甲烷水蒸氣重整反應(yīng)的研究    胡捷,賀德華,李映偉,張昕,王暉

MgO助劑對(duì)甲烷部分氧化Ni/Al_2O_3催化劑結(jié)構(gòu)和性能的影響    邱業(yè)君;陳吉祥;張繼炎;

添加劑MgO和La_2O_3對(duì)甲烷化鎳催化劑的影響    張玉芬;謝有暢;肖念華;韓薇;唐有祺;

甲烷、二氧化碳轉(zhuǎn)化制合成氣的研究——Ⅰ.催化劑及其催化性能    徐恒泳;孫希賢;范業(yè)梅;徐國(guó)林;劉金香;于文閣;周佩珩;

鎳基BaTiO_3催化劑的制備方法對(duì)催化活性的影響    黎先財(cái),羅來(lái)濤,劉康強(qiáng)

合成方法對(duì)γ-Al_2O_3催化劑乙醇脫水性能的影響    李慧;胡燚;蘇國(guó)東;成源海;黃和;

天然氣、CO_2重整催化反應(yīng)的研究(Ⅱ)──積炭的防止    葉青,郭中信,陳永寶,周志清,徐恒泳,徐國(guó)林

SSlMS測(cè)定MoO_3-NiO-P_2O_5/τ-Al_2O_3催化劑表面結(jié)構(gòu)    黃惠忠,趙璧英,郭沁林,桂琳琳,唐有祺

La_2O_3對(duì)天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化Ni/α-Al_2O_3催化劑性能的影響    胡澤善,張量渠,郭慎獨(dú)

微波輻照下泡沫陶瓷擔(dān)載鎳催化劑上CH_4/CO_2 重整制合成氣反應(yīng)    徐興祥,張勁松,楊永進(jìn),徐志軍,揚(yáng)振明

CeO_2和Co_3O_4助劑對(duì)鎳基催化劑上CH_4積碳和CO_2消碳性能的影響    楊詠來(lái),李文釗,徐恒泳

常壓等離子體還原的Ni/-γAl_2O_3催化劑的程序升溫脫附研究    李代紅;習(xí)敏;陶旭梅;石新雨;戴曉雁;印永祥;

Ni/Ce-ZrO_2/γ-Al_2O_3催化劑上高溫焦?fàn)t煤氣中焦油組分的常壓加氫裂解    于飛;岳寶華;汪學(xué)廣;耿淑華;魯雄剛;丁偉中;

冷等離子體噴射流對(duì)甲烷二氧化碳重整用Ni/Al_2O_3催化劑的還原機(jī)制    胡詩(shī)婧;龍華麗;徐艷;尚書(shū)勇;印永祥;

光輻照驅(qū)動(dòng)CH_4-CO_2重整中Ni/MgO-Al_2O_3催化活性吸收體的活性    龍華麗;胡詩(shī)婧;徐艷;覃攀;尚書(shū)勇;印永祥;戴曉雁;

納米材料負(fù)載釕催化劑的制備與應(yīng)用    王自慶;張留明;林建新;王榕;魏可鎂;

利用二氧化碳作氧化劑催化氧化C1-C2烴的研究新進(jìn)展    李桂英;魯大學(xué);董淑娟;苑同鎖;胡常偉;

新型甲烷化催化劑的研究    張文勝;戴偉;王秀玲;王紅亞;

鎳摻雜介孔二氧化硅催化材料合成及其在甲烷干重整反應(yīng)中的優(yōu)異抗積碳性能    劉志成;周健;曹焜;楊為民;高煥新;王仰東;謝在庫(kù);

γ-Al_2O_3上原位合成的Ni-Ce-Al水滑石催化劑在逆水煤氣反應(yīng)中的活性評(píng)價(jià)    張曉晴;張燕平;楊春輝;印永祥;

甲烷催化氧化和活化理論的研究進(jìn)展    高超;李速延;徐敏燕;劉恩莉;左滿宏;王鵬;

晶格氧部分氧化甲烷制取合成氣的基礎(chǔ)研究    魏永剛

摻雜六鋁酸鹽催化劑上甲烷二氧化碳重整反應(yīng)研究    李菁

Ni基催化劑上甲烷二氧化碳重整制合成氣的研究    張安杰

離子液體中以二氧化碳為原料電化學(xué)方法合成有機(jī)碳酸酯的研究    馮秋菊

銠基催化劑上甲烷二氧化碳重整反應(yīng)的研究    錢(qián)林平

Ce基催化劑上氯苯的低溫催化燃燒研究    吳勐

合成氣甲烷化鎳基催化劑的研究    趙安民

CH_4-CO_2兩步反應(yīng)直接合成乙酸研究    黃偉

煤層甲烷經(jīng)合成氣制液態(tài)烴的研究    徐東彥

流化床甲烷臨氧CO_2重整制合成氣鎳系催化劑研究    井強(qiáng)山

CO_2在La_2O_3(001)表面的解離    丁方園

炭基催化體系下CH_4-CO_2重整反應(yīng)活性的研究    李彥軍

介質(zhì)阻擋放電等離子體法制備甲烷二氧化碳重整反應(yīng)Ni/SiO_2催化劑的研究    肖超

DIR-MCFC用甲烷水蒸汽重整催化劑研究    李廣龍

Ni（Co）/SiO_2復(fù)合氣凝膠催化劑的制備及性能研究    黃歡

合金效應(yīng)調(diào)控CO_2在過(guò)渡族金屬表面吸附的第一性原理研究    聶新闖

基于活性炭的CO_2微波重整CH_4制合成氣的實(shí)驗(yàn)研究    李中慶

改性膨潤(rùn)土負(fù)載鎳催化二氧化碳甲烷化反應(yīng)    徐校燕

介質(zhì)阻擋放電轉(zhuǎn)化甲醇和甲烷研究    白海英

固體堿催化劑的等離子體改性及其用于制備生物柴油的研究    馮日華

微波條件下結(jié)晶γ-Al_2O_3的制備與表征    魏迎旭,許磊,齊越,王公慰

超細(xì)鎳基催化劑上CH_4-CO_2重整反應(yīng)的性能Ⅰ.制備方法對(duì)催化劑結(jié)構(gòu)和還原性能的影響    許崢,張?chǎng)?張繼炎,張軍社

用不同前驅(qū)體制備的Co/SiO_2催化劑的結(jié)構(gòu)及其CO_2/CH_4重整反應(yīng)性能    黃傳敬,鄭小明,費(fèi)金華

甲烷部分氧化制合成氣載體及助劑對(duì)Ni系催化劑活性的影響    余林,袁書(shū)華,田久英,王升,儲(chǔ)偉

Ni與Al_2O_3相互作用對(duì)甲烷部分氧化制合成氣Ni/Al_2O_3催化劑上積炭性能的影響    吳廷華,李少斌,嚴(yán)前古

鹽類(lèi)和氧化物在載體上自發(fā)單層分散研究新進(jìn)展    王春明,趙璧英,謝有暢

納米ZrO_2/Al_2O_3復(fù)合載體及Ni/ZrO_2/Al_2O_3催化劑的性能研究    李凝,羅來(lái)濤,歐陽(yáng)燕

超高溫焙燒的Ni/Al_2O_3對(duì)甲烷部分氧化反應(yīng)的催化活性    陳永東;陳耀強(qiáng);梅大江;張麗娟;董文萍;曹紅巖;陳宏;龔茂初;

La_(0.75)Sr_(0.25)Mn_(1-x)Ni_xO_(3+δ)材料的制備及其催化甲烷部分氧化性能    王磊;曾少華;張麗娟;陳耀強(qiáng);龔茂初;

用于CH_4/CO_2重整反應(yīng)Ni/ZrO_2-Al_2O_3催化劑的結(jié)構(gòu)和抗積炭性能    劉欣梅;高曉;李翔;

甲烷部分氧化制合成氣Ni系和Pd系催化劑性能研究    張青蔚

Ni/Ce-M-O（M=Zr或Ti）用于甲烷部分氧化的研究    聞學(xué)兵

甲烷化歷史與甲烷化機(jī)理研究    趙利軍;藺華林;

基于甲烷化機(jī)理的催化劑設(shè)計(jì)與甲烷化研究新領(lǐng)域    趙利軍;藺華林;

大型氨廠設(shè)計(jì)中中、低變甲烷化熱利用流程的變化    陳功澤;

立米級(jí)煤氣耐硫甲烷化試驗(yàn)研究    郭可夫,裘培銘,趙秀芳,郁正容

甲烷化工序運(yùn)行小結(jié)    李彥興;

蒸汽噴射循環(huán)煤氣甲烷化工藝研究    夏素蘭,王江平,朱家驊,周勇,夏代寬

二氧化碳甲烷化機(jī)理的研究(英文)    李松軍,羅來(lái)濤,郭建軍

余熱蒸汽循環(huán)載熱的煤氣甲烷化工藝    沈倩;陳建利;夏素蘭;朱家驊;

煤氣增值耐高溫甲烷化技術(shù)的研究與開(kāi)發(fā)    江展昌;

煤氣甲烷化工藝的計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)    江展昌;

合成氣甲烷化反應(yīng)模擬    詹雪新;陳倩倩;朱學(xué)棟;

煤制天然氣催化劑研究進(jìn)展    裴婷;王寧波;高俊文;

煤制天然氣工藝技術(shù)和催化劑的研究進(jìn)展    何忠;崔曉曦;范輝;常瑜;李忠;

沉淀法制備Cu-Co基甲烷化催化劑的實(shí)驗(yàn)研究    劉滔;顧愷成;李進(jìn)科;王興軍;于廣鎖;王輔臣;

膨潤(rùn)土改性及Ni/改性土的二氧化碳甲烷化反應(yīng)    張榮斌;徐校燕;

不同結(jié)構(gòu)γ-Al_2O_3對(duì)鎳基催化劑低溫甲烷化反應(yīng)性能的影響    白云星;張俊峰;韓怡卓;譚猗生;

NiFe_2O_4鐵氧體氣凝膠催化二氧化碳甲烷化    魏磊;楊巧珍;

紫外光照對(duì)Ru/TiO_2催化CO甲烷化的促進(jìn)作用    林霞暉;司瑞茹;何周駿;耿強(qiáng);陳旬;戴文新;

合成氨裝置甲烷化觸媒失活的原因分析    余輝;宋洪濤;

浸漬順序?qū)i-La_2O_3/γ-Al_2O_3催化劑漿態(tài)床甲烷化催化性能的影響    崔曉曦;何忠;孟凡會(huì);常瑜;李忠;

低溫甲烷化煤制天然氣顯優(yōu)勢(shì)    樓韌

首套國(guó)產(chǎn)甲烷化裝置初具規(guī)模    高玉璽 景偉 李飛 記者 常延春 蔣澤函

法采用甲烷化處理城市垃圾    楊駿

等高壓甲醇甲烷化專利技術(shù)獲突破    特約記者 董萬(wàn)森

三星期讓垃圾變害為寶    記者 楊駿

我獨(dú)創(chuàng)一段等溫甲烷化制LNG技術(shù)    記者 姜小毛

正元化肥一盞電燈倡節(jié)約 兩億投資搞技改    記者 商棠通訊員 馬利強(qiáng)

新技術(shù)讓垃圾無(wú)污染增值    特約記者 鄒曉文

高碳能源低碳利用技術(shù)出新    記者 李宏乾

二氧化碳能帶來(lái)無(wú)限商機(jī)    本報(bào)記者 呂海波

助催化劑對(duì)Mo/HZSM-5上甲烷無(wú)氧芳構(gòu)化催化性能研究    王冬杰

合成氣甲烷化鎳基催化劑的研究    趙安民

富氫氣體中CO選擇性甲烷化新型催化劑研究    熊軍

甲烷在Mo基分子篩催化劑上的無(wú)氧芳構(gòu)化反應(yīng)：分子篩的酸性和孔結(jié)構(gòu)作用的研究    蘇玲玲

流化床中甲烷臨氧自然重整的鎳基催化劑及反應(yīng)機(jī)理研究（附：甘油選擇性催化氧化初探）    高靜

鎳基和鐵基催化劑上甲烷催化裂解反應(yīng)的研究    李斗星

CO_2催化轉(zhuǎn)化的理論與實(shí)驗(yàn)研究    潘云翔

非平衡等離子體轉(zhuǎn)化甲烷的研究    趙宇含

一氧化碳甲烷化反應(yīng)的研究    張俊濤

鎳基催化劑上一氧化碳甲烷化反應(yīng)性能研究    朱秋軍

微波等離子體條件下催化甲烷偶聯(lián)制C_2烴    徐春蕾

甲烷溴氧化制高碳烴新工藝研究    黃莉

煤合成氣甲烷化Ni基催化劑的研究    申文龍

甲烷低溫催化活化的研究    戴成勇

雜多酸/分子篩的制備及催化甲烷偶聯(lián)化反應(yīng)    劉大銳

基于J-103H催化劑的合成氣甲烷化研究    徐超

甲烷液相選擇性催化氧化制甲醇的研究    曹凱

大氣壓下火花放電等離子體高效轉(zhuǎn)化甲烷制氫和乙炔的研究    藺燦坤