天然气、CO_2重整催化反应的研究(Ⅱ)──积炭的防止

以前期筛选出的对CH4、CO2转化反应良好的Ni－5、Ni－5PM为催化剂,以天然气代替CH4,考察天然气、CO2反应体系．结果表明：Ni－5、Ni－5PM对天然气-CO2有较高的转化活性,但此体系由于天然气中的高烃高温裂解脱氢在反应管壁产生大量炭,而此炭不能通过催化剂消除,为此通过筛选比较,选择了消炭剂此并主要考察了它对反应体系的影响．     

CH4／CO2转化制合成气（CO／H2）Ni／Al2O3系列催化剂抗积炭性能的研究

本文采用原位燃烧色谱法研究了催化剂对CH4／CO2转化制合成气反应的抗积炭性能，测定了反应中催化剂的积炭量，考察了温度等反应条件对积炭量的影响，发现Ni／CeO2－MgO－Al2O3－2催化剂具有较强的抗积炭性能，尤其在低CO2／CH4比的条件下，明显优于其他催化剂。     

甲烷催化部分氧化制合成气固定床反应器的研究进展

简要回顾了合成气的生产历史.与传统的甲烷水蒸气重整制合成气相比,甲烷催化部分氧化制合成气在过程能耗和产物组成等方面具有一定的优势,反应器是甲烷催化部分氧化制合成气工艺过程的关键.本文对1990年以来甲烷催化部分氧化制合成气8种新型结构固定床反应器进行了归纳和评述.     

“自下而上”法修补含缺陷的钯膜

通过在化学镀镀液中添加长链巯基有机物(2-巯基苯并噻唑),利用巯基与金属钯强烈吸附的性质,使其吸附在钯膜表面,这样钯的自催化沉积仅仅发生在缺陷内部而不发生在钯膜表面,从而对含有缺陷的钯膜进行修补.对于选择性分别为720和4的M1和M2两根复合钯膜管,经过多次修补后,选择性S分别提高到2 556和3 990.经过SEM(EDS)和ZRD的分析,修补过后的钯膜表面未见硫化物、碳化物等杂质的存在和表面缺陷的存在.结果表明这种自下而上修补法是可行的.     

钯银合金/陶瓷复合膜体系的氢脱附时间的研究

采用化学镀方法分别制备了Pd、Pd_(95)Ag_5和Pd_(85)Ag_(15)/陶瓷复合膜.研究了不同温度下Pd基复合膜在不锈钢和石英管式分离器两种体系中的氢脱附过程.结果表明,不锈钢分离器体系中的氢脱附缓慢,脱附时间随温度升高而降低.以合金膜Pd_(85)Ag_(15)为例,在673 K两侧F_(N_2)=150 mL/min时,渗透侧的脱附时间为7 h,而进气侧则大于27 h.实验证明不锈钢分离器自身的H_2脱附是该体系脱附的控制步骤.石英分离器体系的氢脱附时间明显缩短,同样的条件下Pd膜的两侧脱附时间分别为75和190 min.实验还证明,传质速率是石英分离器体系氢脱附的控制步骤,而多孔载体能够平抑脱附速率、延长脱附时间.     

加压下甲烷空气部分氧化制合成气

采用固定床流动反应装置 ,研究了加压条件下镍基催化剂对甲烷空气部分氧化制合成气的催化性能 ,考察了镍负载量、助剂种类、反应温度、压力、CH4/O2 配比等因素对催化性能的影响。结果表明 ,Ni/α -Al2 O3-MgAl2 O4催化剂的镍负载量质量分数为 8%时 ,催化性能最佳 ,添加稀土助剂La2 O3的催化剂活性最好 ,且La2 O3的最佳添加量(质量分数 )为 2 %。 8%Ni-2 %La2 O3/α -Al2 O3-MgAl2 O4催化剂上的条件试验表明 ,在 70 0～ 90 0℃内 ,CH4转化率和CO选择性随温度升高而增加 ;随着压力的增加 (0 1～ 1 5MPa) ,CH4转化率和CO选择性下降 ;在甲烷空速为(0 8～ 2 0 )× 10 4h- 1 内 ,转化率和选择性基本不变。     

天然气-CO2-O2转化制合成气催化剂的研究

在固定床流动反应装置上对不同工艺制备的镍基催化剂从活性、稳定性、抗积炭性三个方面进行了评价。试验表明,适合于该转化反应的催化剂各组份的最佳质量分数为Ｎｉ ３－５ ％ ～６－０ ％ 、ＲＥ２ Ｏ３ ５－６ ％ ～６－０ ％ 、ＭｇＯ ６－２ ％ ～７－１ ％ 。添加适量的ＭｇＯ 可提高活性组份Ｎｉ 的分散度,从而提高其活性和抗积炭性。用ＴＰＲ、ＸＲＤ 测定了催化剂中活性组份与载体之间的相互作用和晶体结构,并结合测试结果对催化剂性能加以说明。     

Co负载量对Co/SBA-15催化剂在Fischer-Trosch合成反应中性能的影响

采用初湿浸渍法制备了不同Co负载量的Co/SBA-15催化剂。通过N2吸附-脱附、透射电子显微镜、X射线衍射和程序升温还原等方法对催化剂进行了表征。在固定床反应器中评价了催化剂的Fischer-Tropsch合成反应性能。实验结果表明,负载Co后,载体的介孔结构保持完好。负载的Co填充或堵塞了载体的部分孔道,催化剂的BET比表面积和总孔体积下降,平均孔径增大。Co负载量(质量分数)为20%时,Co物种的粒子尺寸最小、分散度最高。Co负载量在40%以内时,随Co负载量的增加,与载体之间强相互作用的Co物种增多,催化剂的还原难度增大。Co负载量为40%时,CO的转化率最大;Co负载量为20%时,C5+烃的收率最大。最佳的Co负载量为20%。     

合成气中枢

回顾了人类使用化石能源所经历的煤(固体)、石油(液体)和天然气(气体)燃料的3个时期。针对近年来环境安全和能源清洁化日益重要,而化石能源仍占世界能源主要消费结构的现状,提出了"合成气中枢"的新概念。重点介绍了从天然气、煤和生物质等多种原料气化生产合成气并进行组成调变;煤基和天然气基合成气制化学品的差别;合成气的转化利用,特别是在发电和热-电-化学品多联产、制取清洁燃料和烯烃以及制取代用天然气等方面的研究进展并进行了评述。认为合成气中枢将成为连接石油炼制、石油化工、天然气化工和煤化工以及电力行业的桥梁,有利于资源和能量的最佳利用以及CO2减排。     

几种二甲醚合成工艺的技术经济分析

为了比较新型二甲醚单产系统和联产系统的技术经济特性，构造了以LPDME浆态床二甲醚反应器为核心的一步法二甲醚合成系统及其模型。并对3种二甲醚合成系统进行了技术经济分析。结果表明，相对于LPDME二甲醚单产系统，新型二甲醚／动力联产系统的相对节能率为0．34％。对于20万t／年二甲醚产量规模，当天然气价格在0．66元／Nm^3、电价在0．25元／kWh情况下，二甲醚／动力联产系统的二甲醚成本最低。分析结果表明：在天然气资源丰富而价廉地区，新型二甲醚系统具有一定的经济优势。图6表3参15