单晶边缘负载纳米催化剂技术——设计高稳定性甲烷干重整催化剂的新策略

<正>尽管甲烷二氧化碳重整(干重整)受到高度重视,但是用于该反应的非贵金属类催化剂易烧结和积炭而阻碍了其工业应用。日前,韩国科学技术院(KAIST)的研究人员报道了一种设计稳定高效的甲烷干重整催化剂的新策略——单晶     

碳化钼材料的合成及其应用于甲烷干重整反应的研究进展

甲烷干重整(DRM,CH4+CO2=2CO+2H2)是以性质稳定的CH4和CO2为原料制备合成气,可同时实现两种主要温室气体的转化利用,是甲烷间接转化制备高附加值化学品的重要途径,具有重要的科学、环保意义和工业应用价值,而设计合成高效、高稳定、抗积炭的催化剂是实现甲烷干重整工业化应用的技术关键.贵金属催化剂活性和稳定性...     

高温燃料电池甲烷水蒸气重整反应催化剂研究分析

甲烷水蒸汽直接内重整高温燃料电池(DIR-HTFC)能够实现物质与能量的双重耦合,具有广阔的应用前景。但甲烷水蒸汽重整催化剂易积炭失活,严重限制了DIR-HTFC的应用。本文详述了甲烷水蒸汽重整催化剂在提高活性与抗积炭方面的研究进展,并结合HTFC,从操作条件出发,分析了温度、水碳比、压力与空速对催化剂活性与抗积炭性的影响。     

甲烷干重整制氢研究进展

甲烷干重整制氢技术可应用于天然气制氢,尤其是富含甲烷和二氧化碳的沼气制氢,具有环境与经济的双重效益。本文介绍了近年来用于甲烷干重整制氢的催化剂活性组分、载体、助剂、制备方法、抗积炭性、操作参数及反应机理等方面的研究进展。     

甲烷二氧化碳重整反应中催化剂的抗积炭性能研究进展

概述了甲烷的二氧化碳重整反应中催化剂抗积炭性能的最新研究进展,介绍了主要的非贵金属催化剂体系,详细分析了载体、助剂等的选择和性质对催化剂的抗积炭性能、稳定性以及活性的影响。     

适用于甲烷干重整反应的镍基催化剂

Ni基催化剂常用于甲烷干重整(DRM)反应,但是在反应过程中易因积碳和烧结而失活,影响催化剂的性能。在DRM反应机理、反应温度与积碳的关系、Ni基催化剂烧结团聚、优化Ni基催化剂的制备方法等方面综述了适用于DRM反应的Ni基催化剂的研究进展,以期为设计具有更佳抗积碳和抗烧结性能的Ni基催化剂提供理论和研究依据。     

甲烷自热转化催化剂的实验室研究

甲烷自热转化工艺是将绝热蒸汽重整和催化部分氧化反应相结合的一种新工艺,适用于该工艺的催化剂需具备良好的抗积炭以及耐高温烧结性能。本文在实验室装置上对自制的催化剂进行了甲烷自热转化反应性能评价,考察了不同工艺条件对催化剂的影响。     

天然气制氢技术研究进展

综述了甲烷水蒸气重整制氢、甲烷部分氧化制氢、甲烷自热重整制氢以及化学链重整制氢等天然气制氢技术的进展,对催化剂的主要研究重点在于提升氢气的选择性、热稳定性、化学稳定性以及抗积炭性等性能。近年来,普遍以镍作为催化剂主体并运用不同的制备方式向其中添加助剂(Co,Rh,Cu等)和载体(ZrO_2,Al_2O_3,Co_(6-x)Mg_xAl_2等)以提升催化剂性能。将反应过程和分离过程集成、使碳捕集更为便利的化学链制氢技术更具发展前景,催化剂和载氧体的选择是该技术的关键,载氧体需具备低价、稳定、抗积炭以及高活性等性质。除催化剂以外,反应器的种类、原料中杂质的含量、反应加热时燃料的选择、产物中的碳捕集以及氢气提纯装置的选择均为天然气制氢领域的研究要点。     

CH4-CO2重整反应动力学机理与催化剂的改良

甲烷一二氧化碳重整反应是当代研究的热点,重整的微观反应动力学机理解决了已有的分歧。催化剂的选择、载体效应、助剂效应和抗积炭性能是影响反应的重点因素,通过对实验中催化剂的微观表征,分析比较并重点解决催化剂因积炭而失活的问题,其中包括对活性中心、载体、助剂等方面进行了大量的改进和拓展。     

甲烷二氧化碳重整催化剂及其制备方法

本发明涉及一种甲烷二氧化碳重整催化剂及其制备方法,属于重整催化剂技术领域。本发明所述的甲烷二氧化碳重整催化剂,结构为A/LaCeNiO-xNiO_(3)。其中A为碱金属或碱土金属,0≤x≤1。本发明所述的甲烷二氧化碳重整催化剂,用于甲烷二氧化碳反应过程中可有效避免积碳的产生。     

甲烷干法重整催化剂抗积碳性能的研究进展

通过甲烷干法重整，可实现甲烷与二氧化碳两种温室气体的有效利用，从而缓解环境压力，并且制得的合成气还可以应用于费托合成、羰基合成等工业途径。但由于甲烷干法重整存在催化剂积碳现象，导致催化剂失活、转化效率降低，对该方法的工业化应用产生了不利影响。为了解决积碳问题，提升催化剂的抗积碳性能，首先对不同催化剂作用下甲烷干法重整的反应机理以及积碳来源进行了综述，随后论述了催化剂的活性组分、载体以及助剂对积碳的影响。对反应机理的分析表明，虽然目前还没有一种反应机理能适用于所有催化剂，但可以确定的是，甲烷的深度裂解是产生积碳的主要原因。活性组分的负载量和催化剂组分之间的相互作用会改变活性组分分散度和对应的金属氧化物在反应中的氧化还原过程，进而对积碳量产生影响；载体的结构会影响催化剂的物理化学性质，并且其酸碱性也会改变催化剂反应性能，最终影响催化剂的抗积碳性能；助剂也有类似的效果。最后对用于甲烷干法重整反应的催化剂的发展前景进行了展望，为未来开发适用于甲烷干法重整工业生产的催化剂提供参考。     

甲烷干重整研究进展

甲烷干重整既可以天然气为原料,更适合以富含甲烷和二氧化碳的沼气为原料制富一氧化碳合成气或氢气,具有环境保护与资源利用的双重效益,受到国内外学者越来越多的关注。介绍了国内外学者近年来对甲烷干重整催化剂活性组分、载体、助剂、制备方法、操作参数、反应机理及积炭等方面开展的研究工作及新的等离子体干重整技术研究取得的进展。     

冷等离子体耦合MoxC-Ni/Al2O3催化剂用于甲烷水汽重整制氢反应

甲烷水汽重整反应是目前工业制氢的主要过程之一，其中提升Ni基催化剂的抗积炭和抗烧结能力以及降低重整操作温度是该工艺的关键。通过将Mo_xC与Ni/Al₂O₃机械混合制备了Mo_xC-Ni/Al₂O₃双功能催化剂(Mo_xC-NiAl),即Ni解离CH₄,Mo_xC活化H₂O,同时耦合冷等离子体，系统地研究了Mo_xC助剂的加入对催化剂结构、等离子体放电性质(放电功率、有效电容)、催化性能的影响，并通过XRD、Raman、TEM等多种表征方法探究了催化剂的失活机制。研究表明，Mo_xC助剂的加入不仅有效促进金属Ni的再分散，提升催化剂的抗烧结能力，还提高了催化剂的有效电容和放电功率，有助于催化剂活性的提高。与传统Ni/Al₂O₃催化剂相比，无额外热源加热条件下，Mo₂C-Ni...     

甲烷临氧自热重整反应中双金属催化剂的研究进展

概述了微量贵金属修饰的传统镍基催化剂对甲烷临氧自热重整反应中催化剂氧化、温度分布图和积炭的影响。微量贵金属的修饰有效抑制了镍颗粒在催化剂床层入口处的氧化，使沿催化剂床层的温度分布比较平缓。另外，即使在加压下也能有效地抑制积炭的形成。因此，微量贵金属修饰的镍基催化剂是甲烷临氧自热重整制合成气反应的优秀催化剂。     

福建物构所电重整甲烷/二氧化碳制合成气研究取得进展

正通过天然气和二氧化碳重整(干重整)反应制合成气,再经费托反应再进一步转化为各种重要化学品,不仅可以达到天然气高效利用的目的,还可有效减少温室气体排放。但传统重整反应中的一氧化碳歧化反应和甲烷热裂解容易产生积炭,高温下催化剂烧结/团聚的问题也会导致干重整性能     

完全甲烷化催化剂失活原因分析

以Al_2O_3为载体,Ni(NO_3)_2·6H_2O,La(NO_3)_3·6H_2O为浸渍溶液,制备了完全甲烷化催化剂及相应的改性催化剂。以合成气为原料,研究了完全甲烷化催化剂失活的原因与机理。结果表明:催化剂失活是H2S中毒、CO中毒、催化剂积炭和烧结几种原因共同作用的结果。为了减少催化剂失活,合成气中H_2S体积分数应控制在1×10-6以下,甲烷化反应温度不低于300℃;在合成气中加入体积分数为10. 8%的水蒸气可抑制积炭。催化剂中引入MgO,La_2O_3对于提高催化剂的稳定性和抗烧结能力具有显著效果。     

Mg/Al比对CH_4-CO_2重整制合成气Mg(Ni,Al)O复合氧化物催化剂性能的影响

通过焙烧由共沉淀法制备的类水滑石化合物(HTLcs)前驱体,制备了一系列不同n(Mg)/n(Al)比(0.5,1,2和3)的Mg(Ni,Al)O复合氧化物催化剂。将该催化剂用于甲烷二氧化碳重整反应(CRM)中,并考查了Mg/Al比对催化剂活性的影响。借助XRD, BET,H_2-TPR, CO_2-TPD以及O_2-TPO等表征手段研究催化剂结构和催化性能之间的关系。结果表明催化剂的催化活性和抗积炭性能与Mg/Al比有关。高Mg/Al比的催化剂表现出较好的催化活性和抗积炭性能,而当n(Mg)/n(Al)=1时催化剂的催化的活性和稳定性最佳,且催化剂表面生成的积炭量最少。MgAl_2O_4和MgO共存使催化剂具有强的金属与载体作用力,适当的CO_2吸附能力,这导致催化剂具有较好的催化活性和较强的抗积炭能力。     

甲烷二氧化碳重整工艺研究及经济性分析

甲烷二氧化碳重整以天然气和二氧化碳为原料,可有效实现二氧化碳的减排,具有良好的经济和社会意义。分别对甲烷二氧化碳重整、甲烷二氧化碳自热重整及三重整工艺进行了模拟计算与工艺研究。结果表明:(1)温度升高、n(CO_2)/n(CH_4)配比增加,甲烷转化率提高;(2)同样温度下,n(CO_2)/n(CH_4)配比增加,产品气中n(H_2)/n(CO)配比下降;(3)对自热重整和三重整工艺来说,进料配比对原料转化率、n(H_2)/n(CO)、反应体系积炭量以及热耦合有较大的影响;(4)在适当的进料配比下,反应体系可实现积炭量为零且系统自热,其中甲烷二氧化碳自热重整工艺较优的进料配比为n(CH_4)/n(CO_2)/n(O_2)=1:0.9:0.6,甲烷三重整工艺较优的进料配比为n(CH_4)/n(CO_2)/n(H_2O)/n(O_2)=1:0.4:0.9:0.6;(5)三种工艺的能耗大小依次为甲烷二氧化碳自热重整<甲烷三重整<甲烷二氧化碳重整,基于单位体积合成气的能耗比值为0.93:0.97:1。     

PS-Ⅶ连续重整催化剂的积炭性能

从连续重整催化剂的积炭生成机理入手，分析了重整催化剂的积炭影响因素。对国外R催化剂和石油化工科学研究院研制开发的高铂PS-Ⅶ连续重整催化剂在扬子石化股份有限公司1．39Mt／a连续重整装置上工业应用的积炭情况进行对比分析。结果表明，相同工况条件下PS-Ⅶ催化剂的积炭比原使用的R催化剂降低27．32％，成功地解决了装置扩能改造后再生能力不足的问题。     

PS-Ⅵ催化剂在IFP第一代连续重整装置上的工业应用

石油化工科学研究院新研制开发的低积炭速率、高选择性的PS—Ⅵ型重整催化剂在中国石化洛阳分公司700kt／a IFP第一代连续重整装置上进行了工业应用。标定结果表明，在重整进料芳烃潜含量40．63％，反应温度505℃时，重整汽油的辛烷值(RON)可以达到100．3，稳定汽油收率达89．04％，其芳烃含量达77．81％；待生催化剂积炭量为2．04％，与原使用的3861催化剂相比，积炭速率可降低32％-49％。