甲烷二氧化碳催化重整只是分享.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,甲烷二氧化碳催化重整,1.,技 术 背 景 概 述,甲烷,（,CH,4,）,二氧化碳 （,CO,2,）,甲烷,是煤层气和天然气的主要成分,同时甲烷还是导致温室效应的重要气体。甲烷分子类似惰性气体电子排列、立体结构非常对称的分子结构决定了其在热力学上非常稳定。,二氧化碳,作为最稳定的含碳化合物,特别是化石燃料燃烧的最终产物,也非常稳定。,重整,(CRM),反应能实现这两种稳定小分子的同时,活化与转化,一方面,该过程产生的低,H,2,/CO(,约为,1),的合成气,可直接作为进行深度转化的,羰基合成及费托合成的理想原料,弥补了甲烷水蒸气重整反应产生较高,H2/CO,的不足。,另一方面，反应利用,CO,2,为原料,减少了,CO2,排放,具有环保意义,同时该过程特别适用于富含,CO,2,的天然气田,减少了分离,CO,2,带来的费用,。,2.CH4-CO2,催化重整反应热力学,甲烷二氧化碳重整,反应式,CH,4,+CO,2,=2CO+2H,2,强吸热过程,同时伴随,CO,2,+H,2,=2CO+2H,2,O,2CO=CO,2,+C,CH,4,=C+2H,2,逆水汽变换,式,CO,2,歧化反应式,甲烷裂解反应式,640,820,700,557,3.,CH4-CO2,重整反应催化剂研究,催化剂,研究,行3.1,活性组分的研究,3.2,载体的研究,3.3,助剂的研究,3.1,活性组分的研究,催化剂一般采用,VIII,族过渡金属,作为活性组分,贵金属,(Pt,、,Pd,、,Rh,、,Ru,和,Ir),催化剂,具有较高的催化活,性和不易积炭的特性。,贵金属资源有限,价格昂贵。,主要集中于,非贵金属,(N i,、,Co,、,Cu,、,Fe),催化剂,负载型,N i基催化剂,负载型,Co,基催化剂,3.2,载体的研究,载体的,选,择,反应高温进行,对催化剂热稳,定性要求高,既有高温稳定又有,高表面积得载体,最初的载体,有,：,Al2O3,、,MgO,发展成为,镁铝尖晶石载体,3.3,助剂的研究,助剂的选择,碱金属,碱土金属氧化物,（K,2,O、MgO 和CaO 等,）,稀土金属氧化物,（,CeO,2,、,La,2,O,3,等,）,混合稀土,提高金属活性组分的分散度,抑制活性组分的烧结,;,调节催化剂表面酸碱性,改善对反应气体的吸附能力；,1,2,改变活性组分与载体的相互作,用,提高催化剂的还原能力,;,3,调变金属原子的电子密度,从而影,响催化剂对,CH4,、,CO2,的分子解离性能等,.,4,4.CH4-CO2,重整反应机理研究,不同催化反应体系，,机理不尽相同。,Rh,基催化剂基础上提出以下重整机理,Ni,基催化剂基础上提出以下重整机理,1,2,Ni,基催化剂基础上提出以下重整机理,CH,4,+CH,x,+,（,4-x,）,/2H,2,2(CO,2,+CO,2,）,H,2,+2 2H,2,2(CO,2,+HCO+OH,表示表面吸附位,含氧物种的参与途径？,含,氧,物,种,参,与,无含,氧,物,种,参,与,OH,+HH,2,O+2,CH,x,O,+OH CH,x,O,2,+H,2,CH,x,O,CO+(X/2)H,2,3(CO CO+),CH,4,C+4H,CO,2,CO+O,O+C CO,H+H H,2,Rh,基催化剂基础上提出以下重整机理,CH,4,在金属簇上依次发生式,CO,2,吸附分解反应式,CH,4,+2 CH,3,+H,CH,3,+CH,2,+H,CH,2,+CH+H,CH,+C+H,CO,2,+2 CO+O,C+O CO+,CO CO+,H+HH,2,+,H+OOH+,OH+HH,2,O+,H,2,OH,2,O+,5.,催化剂失活与对策研究,如何提高催化剂的,抗积碳性能？,当碳的生成速率远大于碳气化速率,产生的碳将沉积在催化剂上,堵塞催化剂毛细孔道,导致催化剂失活。,1,、改变载体表面的酸碱度,2,、选择性钝化积碳位,3,、提高活性金属分散度,谢 谢！,此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢,