NiAl2O3催化剂上甲烷部分氧化制合成气反应积炭的研究-Core.PDFVIP

第 16 卷 第 4 期 应用化学 Vol . 16 No . 4 1999 年 8 月 　　　CHIN ESE J OU RNAL OF A PPL IED CHEM ISTR Y 　　　 Aug. 1999 Ni/ Al O 催化剂上甲烷部分氧化制合成气反应积炭的研究 2 3 严前古 　吴廷华 　李基涛 　翁维正 　万惠霖 (厦门大学化学系 ,固体表面物理化学国家重点实验室 　厦门 36 1005) 于作龙 　储 　伟 　 　远松月 ( ) ( ) 中国科学院成都有机化学研究所 　成都 　 　 中国科学院长春应用化学研究所 　长春 γ 摘 　要 　在固体床流动反应装置上考察了Ni/ Al O 催化甲烷部分氧化制合成气反应过程中的 2 3 积炭问题. 结果表明:反应床层温度升高 ,积炭量降低 ;温度降低 ,积炭量增加 ,当温度在 600 ℃附 近时 ,积炭量增加很快. 积炭产生位于催化剂床层出口段. 随着压力的增加 ,催化剂积炭量增加很 快. 当空速超过一定值时 ,随着空速的增加 ,催化剂积炭量减少 ,说明积炭产生过程受动力学影响 很大. 根据反应体系的热力学分析与各种反应条件对催化剂积炭的影响得出甲烷部分催化氧化制 合成气反应体系中的积炭主要是由CO 歧化和 CO + H2 还原反应产生 ,而不是 CH4 的裂解. 关键词 　甲烷 ,部分氧化 ,合成气制备 ,积炭 ,Ni/ Al O 催化剂 2 3 甲烷部分催化氧化制合成气过程中催化剂积炭是阻碍其走向实际应用的关键问题之一 , 目前 ,有关该反应体系中催化剂积炭方面的报道不多 ,但争论较激烈. Claridge 等[ 1 ] 认为甲烷 催化裂解是生成积炭的主要途径 ; Schmidt 等[2 ] 研究发现 ,积炭速率随原料预热温度的升高而 加快 ,并且认为积炭很大程度上受动力学控制. L unsfold 等[3 ] 利用 XPS 方法对催化剂表面积 炭进行研究发现 ,催化剂积炭受原料气配比的影响很大. 本文作者对催化剂积炭情况研究发 [4 ] γ 现 ,活性金属负载量对 Ni/ Al O 催化剂表面积炭影响很大 . 添加稀土金属氧化物能够抑 2 3 制积炭 的产生 , 并且 以 CeO2 的添加效果最好[5 ] . 少量 的 Rh 、Pt 等贵金属不但 能提高 [6 ] γ Ni/ Al O 的活性 ,还能提高催化剂的抗积炭性能 . 2 3 γ 本文运用固定床流动反应装置考察了反应温度 、压力 、空速及原料气配比对 Ni/