用于天然气催化部分氧化制合成气的钙钛矿型催化材料的研究

对钙钛矿型晶格氧催化剂用于天然气部分氧化制合成气进行了研究,考察了AFeO3(A=La,Nd,Sm,Eu)型催化剂的性能以及A位元素,反应温度,催化剂的再氧化时间等对催化性能的影响。结果表明,由稀土金属(La,Nd,Sm,Eu)制得的AFeO3催化剂中以LaFeO3选择氧化性能最好,当其具有甲烷部分氧化活性时,基本不存在H2与晶格氧之间的氧化反应,少量的CO可在催化材料上被氧化为CO2。     

钙钛矿型LaFeO3-λ催化剂焙烧条件对甲烷部分氧化性能的影响

用自燃烧法制备了钙钛矿型LaFeO3-λ系列催化剂,考察了焙烧温度对催化剂结构和甲烷部分氧化反应性能的影响.实验结果表明,催化剂为单一的钙钛矿晶相,随着焙烧温度的升高,结晶越好.焙烧温度对部分氧化的选择性影响不大,甲烷可在LaFeO3-λ上高选择性地生成合成气(～98%),当焙烧温度超过900℃时,甲烷在LaFeO3催化剂上的转化率逐渐降低.     

甲烷部分氧化制合成气LaFeO_3催化剂成型方法研究

采用溶胶-凝胶法制备了用于甲烷部分氧化制合成气的钙钛矿型复合氧化物LaFeO3催化剂。考察了成型方法对LaFeO3催化剂结构及性能的影响。结果发现以高岭土和铝溶胶为粘结剂制备的含高岭土质量分数25%和Al2O3质量分数15%的催化剂,既可以保持良好的钙钛矿结构,又可以保持很高的机械强度,但对目的产物的选择性却有一定幅度的下降。     

基本有机化学工业

TQ204TQ426.8200506123以单分散硅溶胶为前体制备的Ni/SiO2催化剂上甲烷部分氧化制合成气〔刊〕/李建中,吕功煊(中国科学院兰州化学物理研究所)∥石油化工.-2004,33(9).-808~812以自制的硅溶胶作为催化剂载体,通过与硝酸镍共沉淀制得催化剂。用空气作为氧源,研究了镍/硅溶胶催化剂对甲烷部分氧化制合成气的反应性能。结果表明,单分散硅溶胶是甲烷部分氧化制合成气反应催化剂理想的载体,合成的镍/硅溶胶催化剂具有较大的孔径和孔体系,对甲烷部分氧化反应具有优异的催化性能。反应温度为800℃时,甲烷转化率可达95.6%,H2和CO的选择性分别在…     

固定床两段法甲烷部分氧化制合成气工艺条件及稳定性研究

介绍了固定床两段法甲烷部分氧化制合成气的新工艺,对在改性的La-Mn系钙钛矿催化剂上发生的甲烷低温燃烧进行了初步考察,比较系统地考察了温度、压力等工艺条件对两段法造气工艺的影响,结合本实验室的专利催化剂La2O3-Ni/MgAl2O4,进行了两段法工艺300 h加压稳定性实验.结果表明将甲烷低温催化燃烧与部分氧化相结合,采用分段进氧方式的两段法工艺可使甲烷与氧气的混合更偏离爆炸极限,保证了安全生产.同时利用一段甲烷燃烧放出的热量将原料预热到二段反应所需的温度,并在二段反应器中将放热的部分氧化反应与吸热的重整反应相结合,可保证整个造气过程在绝热条件下操作,有效避免了部分氧化催化剂床层飞温.高温、加压稳定性实验表明,La-Mn钙钛矿贫氧催化燃烧催化剂和部分氧化催化剂La2O3-Ni/MgAl2O4催化活性稳定,适应长周期运行.以上这一切都表明两段法造气工艺拥有良好的工业开发前景.     

A位阳离子对铁基钙钛矿型甲烷燃烧催化剂性能的影响

采用水热法制备系列Fe系钙钛矿催化剂(AFeO3-δ,简称AFO,A=Ca、Sr、Ba、La),实验发现甲烷在AFeO3-δ上催化燃烧的低温活性顺序为CaFO＞LaFO＞SrFO＞BaFO,而高温全转化活性顺序为CaFO＞SrFO＞LaFO＞BaFO.用XRD、FTIR、Uv-Vis-Drs、TPR、BET等表征手段用于考察A位阳离子对AFeO3-δ催化剂性能的影响,所得结果与活性进行了初步的关联;XRD结果表明AFeO3-δ均呈现钙钛矿结构,且晶粒大小和特征衍射峰位随A位阳离子的不同差异显著;FTIR结果表明催化剂中残留碳酸盐物种,碳酸盐物种含量受A位阳离子的影响;Uv-Vis-Drs结果表明催化剂中存在高价态的Fe元素,含量和价态因A位离子而异;TPR谱图表明催化剂的氧化能力及高价态Fe元素的含量均与A位阳离子种类有关.     

镍基镧钡改性氧化铝催化剂性能研究

制备了以La、Ba改性的氧化铝为载体的Ni基催化剂。采用BET ,XRD ,H2 - TPR等表征手段考察了不同载体的催化剂性能 ,并比较了各催化剂对甲烷部分氧化制合成气的反应活性和选择性。结果表明 ,添加La制得的改性氧化铝有较大的比表面积和较大的孔容孔径 ,以它为载体制得的催化剂对甲烷部分氧化制合成气反应在较高反应温度下有很好的活性和选择性     

甲烷部分氧化制合成气膜反应实验研究

采用钙钛矿型管式致密透氧膜反应器 ,在Ni/Al2 O3催化剂上进行了甲烷部分氧化制合成气的实验研究 ,考察了反应操作参数 (甲烷进料浓度和反应温度 )对反应结果的影响。结果表明在 82 5～ 885℃反应温度范围内 ,当甲烷进料浓度较低 ( <6% )时 ,甲烷的转化率和CO的选择性分别大于 96%和 97% ,n(H2 ) /n(CO)的比例接近 2。     

甲烷催化部分氧化制合成气反应器的改进

在带空气分布器的固定床反应器中,以空气为氧源,采用NiO-La2O3/MgAl2O4-α-Al2O3催化剂,进行了甲烷催化部分氧化制合成气的研究。考察了空气流量分配比(D)对催化性能、催化剂床层轴向温度分布、催化剂床层轴向原料组成和产物分布的影响。实验结果表明,D不影响催化剂床层出口处的气体组成;当D为80%时,沿催化剂床层轴向n(O2):n(甲烷)可保持在0.10～0.22,催化剂床层入口处的温升明显下降,整个催化剂床层轴向温度分布均匀,表明采用空气分布器有利于提高甲烷部分氧化反应的选择性,抑制了甲烷的完全氧化。     

稀土促进氧化镍的低温乙烷氧化脱氢催化性能

用共沉淀法制备了稀土促进的氧化镍催化剂10%MxOy/NiO(M=Gd、Nd、Y、Eu、La、Tb、Sm),用等量浸渍法制备了不同载体(γ-Al2O3,ZrO2,碳纳米管)负载的稀土-氧化镍催化剂,考察了其乙烷氧化脱氢(ODHE)性能结果表明Nd、Gd、La、Sm的氧化物对氧化镍的低温乙烷氧化脱氢制乙烯性能有明显改善,在较低温度下,可提高乙烯收率1～2倍.稀土促进的负载型催化剂的乙烯选择性明显提高,但催化活性一般有所降低.     

Methane Oxidation to Synthesis Gas Using Lattice Oxygen of La1-xSrxMO3-λ(M = Fe, Mn) Perovskite Oxides Instead of Molecular Oxygen

In this paper, the partial oxidation of methane to synthesis gas using lattice oxygen of La1-xSrxMO3-λ(M=Fe,Mn) perovskite oxides instead of molecular oxygen was investigated. The redox circulation between 11% O2/Ar flow and 11% CH4/He flow at 900℃ shows that methane can be oxidized to CO and H2, with a selectivity of over 90.7% using the lattice oxygen of La1-xSrxFeO3-λ(x≤0.2) perovskite oxides in an appropriate reaction condition, while the lost lattice oxygen can be supplemented by air re-oxidation. It is viable for the lattice oxygen of La1-xSrxFeO3-λ(x≤0.2) perovskite oxides instead of molecular oxygen to react with methane to synthesis gas in the redox mode.     

甲烷制备合成气工艺开发进展

综述了国内外天然气制合成气技术的研究进展,包括对已工业化应用工艺的技术改进,如甲烷蒸汽转化工艺采用换热转化及自热转化技术;甲烷催化部分氧化技术,根据原料配比、催化剂体系、工艺条件不同,可分别采用固定床、流化床、陶瓷膜及晶格氧工艺;甲烷自热式转化工艺采用非催化部分氧化与绝热蒸汽转化相结合,工艺中引入蒸汽可消除积碳;甲烷两段转化工艺采用换热-自热式转化技术。新技术研究进展包括甲烷-二氧化碳重整技术,甲烷、二氧化碳和氧气催化氧化重整技术,甲烷联合转化工艺,气体加热转化工艺及联合自热转化工艺等。     

甲烷部分氧化制合成气中副产纳米碳管的研究

研究了甲烷部分氧化制合成气过程中生成的碳,对其做了TEM、XRD和Raman光谱测试,分析得知产物中含有大量多壁纳米碳管。为了研究其生成的原因,去掉催化剂,在相同的装置和反应条件下,甲烷和氧气或以合成气为原料进行反应,结果发现,以甲烷和氧气为原料气时无碳生成,而用合成气为原料,进行反应时,反应后可得到大量碳。对产物碳做了TEM、XRD和Raman光谱测试,结果表明为多壁纳米碳管,由此推测,甲烷部分氧化过程中生成的纳米碳管是由一氧化碳歧化生成,反应装置中的控温热电偶可能起催化剂的作用。氢气在一氧化碳歧化制备纳米碳管的过程中起着很重要的作用。     

CH4,CO2与O2催化氧化制合成气

ＣＨ４、ＣＯ２、Ｏ２催化氧化制合成气是一条比较理想的制合成气路线、它与ＣＨ４、ＣＯ２重整和ＣＨ４部分氧化反应制合成气相比,有其独特的优点。本文主要从反应的发展现状、反应热力学、催化剂体系、工艺条件、催化剂积炭和反应机理等几个方面进行了讨论。     

采用异形催化剂的两段法CPO制合成气工艺研究

介绍了采用异形催化剂的固定床两段法催化部分氧化制合成气的新工艺 ,对异形La -Mn钙钛矿催化剂上发生的甲烷催化燃烧反应进行了考察 ,研究了温度、压力及空速等工艺条件对两段法造气工艺的影响 ,结合异形La助Ni基催化剂进行了两段法联合制合成气工艺条件的研究 ,并考察了床层压降、催化剂机械强度等异形催化剂的物性。结果表明 ,采用异形催化剂在催化剂活性、操作安全性和提高能效等方面更适合于两段法制合成气工艺的放大研究。异形催化剂具有良好的机械性能 ,可有效的降低床层压降并使床层具有更加稳定均匀的热波分布。     

甲烷直接选择氧化制合成气新型催化剂及工艺研究

综述了甲烷部分氧化制合成气反应在催化剂研制和新工艺研究方面的发展,考察了催化剂的反应行为,讨论了高效稳定催化剂的研制以及反应工艺的优化。