CH-%2c4-、CO-%2c2-与O-%2c2-制合成气Ni-RE-%2c2-O-%2c3--MgO%2fCaAl-%2c2-O-%2c4-催化剂的研究.pdfVIP

CH4、C0202制萑}成气N I i—RE203一M90,／CaA 204 催化剂的研究 博利勇 吕绍洁谢卫国邓桂荚邱发礼 (中国科学院成都有机化学研究所天然气转化开放实验室成都610041) 甲烷、二氧化碳和氧气催化氧化重整制舍气由于具有能量耦合、CO／H：的比可以调变及 降低催化剂积炭量等优点川，是近年来优化利用天然气的研究热点．Ni基催化舸虽然具有较 高的活性、选择性等优点．但积炭现象仍是导致催化剂活性减弱的一个主要原因．溶文在 及助剂添加量、反应温度、空速和原料气配比对催化剂性能的影响，并对催化剂进行稳定性 考察11 结果与讨论 l Ni0含量对催化剂性艟的影响 在800。C、CH4：C02：02=l：1．2：0．4、空速2×10”h 1的条件下考察了NiO含量对Ni／CaAl20。 催化荆性能的影响．结果表明：随着NiO古量的增加，CH；、CO：转化奉及CO、·丑：选择性 也随之增加，当NiO台量为17w％时达到最大值，然后呈下降趋势． 2旺：0|对值化剂性能的影响 在17NiO／CaAI：O。的基础E考察了助荆RE：O，古量对储化剂性能的髟响，结果显示， 随着助荆RE：O，古量的增加，c凰、Co,转化事及CO、珏2选择睦先是增加，在6秭时选墨岬值， 然后下降．TP0分析结果表明。反应30小时后，Ni／CaAl：o|催化荆的积炭率为1．03‰而添 加6碱RE203后积炭率仅为0．30％，可见．REz03的添加对提高催化剂的抗积炭性能具有显 著的作用． 、 3_|0含量对催化剂性能的影响 MgO的最佳添加量为2w％，此时CH,、CO：转化率及CO、H：选择性均达到鼍大值， 低子或高于2w％均不利于催化剂活性和悬择性的提高。反应30小时后催化剂无积炭率发现． 4反应温度对催化剂性能的影响 考察了反应温度对催化荆性能的影响，结果表明，随着反应温度的升高．cIL、CO，转 化率及CO、H：选择性均有一定程度的提高，在800。C达班I酞．值，然后基本保持不变，而 过高的反应温度有利于促进NiAI，O．尖晶石的形成及活性组份Ni的聚集烧结．所以选择800。C 为最佳反应i盛度。 5原料气配比对催化剂性能的影响 原料气配比对倦化；flI性能的影响见表2(表2略)，从表2可知，保持cH,／O：不变，随 着CH。／CO：比的a蠢小，crh转化率、CO、H：选择性略有增加．而CO：转化率基本不变。 保持COdCH。比1．2不变，随着CHj02比的减小．C02转化率，CO、H：选择性略有诫小， 但c凰转化事却明显升高。遂可能与过量自々氯气的存在促进了CH．深度氧化生成CO：和H：O 有关·综合考虑，选择CH4：C02：02=1：1．2：0．4为量佳配比· 6空速对倦化剂性能的影响 从图5可知(圈5略)．随着空速的增加．CH,、CO：转化率也随之E升，在空速为2×10一h一 时选到最大值．然后呈下降趋热． ——639—— 7稳定性考察 的条件下进行寿命考察，其活性与反应时间的关系见表3。 表3催化剂活性与反应时间的关系 反应时问 产物分布(％) cH。转化 C0 (h)02 CH． c0， H2 H，／CO 奉(％) 2 O 32．25 O 5．58 62．17 J．90 100 24 0 32．10 0 5．12 62，78 1．95 100 100 O 3】．73 0．42 曼8