pH值对共沉淀法制备高温甲烷化催化剂性能的影响

采用共沉淀法,制备沉淀过程pH分别为6~7、7~8和8~9的Ni-Mg-Al-O高温甲烷化催化剂,考察pH值对催化剂性能的影响。采用N2低温吸附、XRD、H2-脉冲化学吸附以及H2-TPR(H2-程序升温还原)对样品进行表征。结果表明,沉淀过程pH为7~8时,样品的比表面积最大,活性组分还原后不易形成大晶粒,活性组分与载体组分间的相互作用适宜,具有较好的初始活性与高温水热稳定性。     

进料方式对共沉淀法制备高温甲烷化催化剂性能的影响

以共沉淀法为基础,通过改变加料方式,制备了正加法、反加法及并流法的Ni-Mg-Al催化剂。采用N2低温吸附-脱附、XRD、H2-化学吸附和H2-TPR对催化剂进行表征,并将催化剂用于合成气甲烷化反应。结果表明,采用并流共沉淀法制备的催化剂,结晶度更为完整,形成了更为稳定的镍晶粒,孔结构分布均匀、同时活性组分与载体之间具有适宜的相互作用,使得催化剂具有优异的低温活性及高温稳定性。     

焙烧温度对共沉淀法制备高温甲烷化催化剂性能的影响

采用共沉淀法制备以Ni为活性组分的Ni-Mg-Al-O高温甲烷化催化剂,考察焙烧温度对催化剂性能的影响。采用N2低温吸附、XRD、H_2-TPR和H_2-化学吸附对催化剂进行表征,并将催化剂用于合成气甲烷化反应。结果表明,焙烧温度高于700℃时,催化剂预还原后织构性能参数变化幅度小。随着焙烧温度的升高,Ni晶粒增大,活性组分与载体之间相互作用增强。焙烧温度700℃时,活性组分分散度最高,催化剂具有优异的低温活性和高温稳定性。     

反应条件对焦炉气甲烷化催化剂性能的影响

考察了温度、压力、空速等条件对焦炉气甲烷化催化剂活性的影响。结果表明,所制备的催化剂活性高,并具有良好的抗结炭性能,能满足焦炉气甲烷化反应过程的要求。     

助剂MgO对CO甲烷化Ni-Al2O3催化剂结构和性能影响

采用溶液燃烧法制备CO甲烷化Ni基催化剂,考察了助剂MgO添加量对Ni-Al_2O_3催化剂结构和性能的影响,并初步探讨了MgO添加量-催化剂结构-CO甲烷化性能的构效关系。结果显示,质量分数6%MgO添加量的催化剂具有适宜的MgO晶体含量、适当的还原温度和较高的比表面积,其CO转化率、CH_4选择性和收率分别高达99%,97%和94.5%。寿命实验表明:在24 h反应时间内,质量分数6%MgO添加量的催化剂CO转化率和CH_4选择性分别高达97%和95%以上,表现出较高的活性、选择性和稳定性。     

焦炉煤气甲烷化催化剂的性能研究

针对传统甲烷化催化剂在高碳原料气中耐热性和抗积碳性差的缺点,开发了适用于焦炉煤气甲烷化制SNG的新型甲烷化催化剂。考察了催化剂制备方法、助剂、氢碳比及反应温度对催化剂活性的影响,并对催化剂进行了500 h稳定性考察。结果表明,该催化剂具有优异的低温活性,添加助剂的催化剂具有良好的耐高温和抗积碳能力,在800℃氢气气氛40 h后,CO2转化率仍〉99.0%,说明催化剂具有稳定活性。     

MgO添加量对CO甲烷化Ni-Al2O3催化剂结构和性能的影响

采用溶液燃烧法制备CO甲烷化Ni基催化剂,考察助剂MgO添加量对催化剂结构和性能的影响,并探讨MgO添加量-催化剂结构-CO甲烷化性能的构效关系。结果表明,MgO添加质量分数6%的催化剂具有适当的还原温度,其CO转化率、CH 4选择性和收率分别高达99%、97%和94.5%。催化剂寿命实验表明,在24 h反应时间内,6%MgO添加量的催化剂上CO转化率和CH 4选择性分别高达96%和94%以上,表现出较高的活性、选择性和稳定性。     

宽温型镍基甲烷化催化剂制备及催化性能

利用挤条成型及等体积浸渍法制备了负载型镍基甲烷化催化剂。通过H₂-TPR等表征方法对催化剂进行表征,研究了MgO对镍基催化剂中NiO与载体Al₂O₃相互作用力的影响。催化剂活性评价表明,助剂MgO在甲烷化反应中对CH₄选择性具有明显的促进作用。考察了催化剂的高温稳定性,并对镍基催化剂的低温失活现象进行了研究。     

焙烧温度对共沉淀法合成Ni/Al_2O_3甲烷化催化剂性能的影响

采用并流共沉淀法制备Ni负载质量分数为15%的Ni/Al2O3催化剂,用于CO加氢甲烷化反应。结合紫外可见光漫反射、氢气程序升温还原、N2物理吸附-脱附和X射线粉末衍射等技术,考察焙烧温度对催化剂结构、活性与稳定性的影响。结果表明,低温[(350-500)℃]焙烧的样品中活性组分Ni主要以孤立的Ni O物种和高分散的无定形Ni O物种存在,相应的还原态样品中Ni粒子尺寸较小,是其新鲜态样品低温活性较高的主要原因。800℃焙烧的样品中活性组分Ni主要以高分散的无定形Ni O物种和Ni Al2O4尖晶石微晶形式存在于催化剂表面,活性组分Ni与载体Al2O3间的作用力较强,稳定性较高,且经过800℃水热老化处理10 h后仍具有较大的比表面积(125 m2·g-1),是其具有较佳低温活性同时突显良好水热稳定性的主要原因。     

CeO2助剂对Ni基催化剂甲烷化性能的影响

甲烷化工艺是煤制天然气的关键技术,甲烷化催化剂则是甲烷化技术的核心。Ni基催化剂具有活性高、选择性好和价格低廉等优点,但易积炭,积炭堵塞催化剂孔道,覆盖表面金属活性位,导致催化剂失活。稀土类金属氧化物（如CeO₂、La₂O₃等）对Ni基催化剂的活性、稳定性、抗积炭性能以及活性组分的分散有明显的促进作用。采用共沉淀法制备了CeO₂-La₂O₃复合氧化物载体,负载Ni后用于CO甲烷化反应,利用N2物理吸附、XRD、H₂-TPR、XPS和TG等对催化剂结构进行表征。结果表明,Ni/CeO₂-La₂O₃中CeO₂的添加主要发挥了电子助剂的作用,CeO₂的存在提高了催化剂表面Ni0周围的电子密度,促进Ni物种的还原,同时还能提高催化剂的抗积炭能力,使催化剂表现出更好的甲烷化活性与稳定性。在V（H₂）∶V（CO）=1、反应温度450 ℃、空速24 000 h^-1和常压下,Ni/CeO₂-La₂O₃催化剂的CO转化率达82.7%。     

甲烷合成工艺和催化剂探讨

主要介绍了煤制天然气的发展历史、发展现状,甲烷合成反应基本原理,工业化甲烷合成工艺开发及应用进展,对比了不同工艺的优缺点;对比了甲烷合成催化剂,并分析了工业化甲烷合成催化剂的失活原因。     

Steady-state methanation kinetics over a Ni/Al2O3 catalyst

Extensive kinetic data for the methanation reaction over a Ni/Al₂O₃ catalyst were obtained in a specially designed gradientless reactor operating at steady state. The reactor pressure was 101.3 kPa, and three temperatures were used, namely, 503, 513 and 523 K. The following three-parameter phenomenological model based on a proposed Langmuir-Hinshelwood mechanism adequately describes the data: r = L² K₃ K₄^0.5 k₅ P^0.5H₂ Pco/ [1 + K₃ (k₅ / k₆)Pco + K₄^0.5 P^0.5H₂ ]² With dissociative adsorption of hydrogen and hydrogen-assisted dissociation of adsorbed carbon monoxide, the postulated mari is the CH surface group, and the rds is the hydrogenation of the surface CH group.     

耐硫甲烷化催化剂研究进展

耐硫甲烷化作为一种非传统路径的甲烷化技术,目前尚未在煤制气领域有成熟的工业应用。介绍Mo系耐硫甲烷化催化剂的研究状况,主要针对负载型耐硫甲烷化催化剂的活性组分Mo、载体及助剂对催化剂甲烷化活性的影响以及对催化剂研究状况进行总结分析,并展望耐硫甲烷化技术未来发展方向。