CeO2对担载Ni催化剂的CH4与CO2重整反应活性的影响

考察了担载Ni催化剂在CH4 CO2重整反应中的催化活性,发现Ni/Al2O3的初活性较高,但随反应温度的升高而下降;Ni/CeO2具有较高的CH4转化活性,且随反应温度的升高变化不大,但对CO2的活性很低;Ni/TiO2对CH4及CO2的活性均很差。CeO2的加入对反应活性及其抗积炭性能有显著的影响。1023K反应40h后的寿命实验结果表明,Ni/CeO2/Al2O3催化剂不仅具有很高的CH4及CO2转化活性(转化率分别为96%和86%),而且显示出良好的抗积炭性能(积炭量2 4mg/g cat/h);而Ni/CeO2/TiO2的反应活性甚至不及Ni/TiO2。选用不同的Ni盐,反应活性亦有较大差异。以硝酸镍、醋酸镍及硝酸六氨合镍为前体制备的Ni/CeO2/Al2O3催化剂初活性较高,且不易积炭;以氯化镍为前体制备的Ni催化剂虽然初活性较高,但积炭量也高;而以硫酸镍为前体制备的Ni催化剂活性很差。     

沉淀剂对CH_4-CO_2重整Ni/MgO催化剂结构和性能的影响

分别采用氢氧化钾和碳酸钾溶液为沉淀剂,制备了两种Ni/MgO催化剂(依次标记为NM1、NM2),用BET、XRD、TPR、TG及活性评价等方法考察了沉淀剂对Ni/MgO催化剂的物化性质和催化性能的影响。研究结果表明,两种催化剂中的镍物种虽均以镍镁固溶体形式存在,但还原性能存在明显差异,NM1中镍物种与载体具有较强的相互作用。与NM2相比,NM1具有较大的比表面和较小的镍镁固溶体晶粒度,还原后的NM1催化剂中镍晶粒也相对较小。在CH4 CO2重整反应中,NM1呈现了较高的催化活性和选择性。     

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。     

Ni/MCM-41催化剂上CH_4-CO_2重整反应的初步研究

对Ni/MCM 4 1、Ni/SiO2 和Ni/γ Al2 O3 进行活性评价 ,结果表明 ,MCM 4 1是一种很好的载体 ,在低温高空速下具有较高的催化活性。短期稳定性试验以及XRD和TEM对Ni/MCM 4 1的表征结果表明 ,Ni/MCM 4 1催化剂在反应过程中所产生的微量水可能导致中孔分子筛骨架的倒塌 ,从而导致催化剂的失活。     

钌和锡对耦合CH_4部分氧化与CO_2重整镍催化剂活性和稳定性的影响

利用浸渍法制备了钌和锡掺杂镍系催化剂,考察了其耦合甲烷部分氧化与二氧化碳重整的活性和稳定性。结果表明:添加金属钌和锡均降低了催化剂耦合甲烷部分氧化与二氧化碳重整的活性和稳定性。     

BaTiO_3负载Ni-Co双金属催化剂催化CH_4/CO_2重整反应

采用等体积浸渍法制备了一系列不同Co添加量的Ni-Co/BaTiO3双金属催化剂,并在固定床反应装置上考察了在973~1073K温度范围内这些催化剂对CO2重整CH4反应的催化活性。实验结果表明,Ni、Co质量负载均为5.0%的Ni-Co/BaTiO3催化剂活性最好。TPR、TPD和XPS表征发现,与单金属催化剂Ni/BaTiO3相比,Ni-Co/BaTiO3双金属催化剂具有更高的催化活性,更好的脱附和抗积炭性能,而且更容易还原。     

Ni/AC-Al_2O_3催化CH_4-CO_2重整反应实验研究

以拟薄水铝石为原料制备了Al_2O_3,以活性炭(AC)和拟薄水铝石为原料采用机械混合法制备了AC-Al_2O_3,然后分别以Al_2O_3和AC-Al_2O_3为载体通过等体积浸渍法制备镍基催化剂。通过利用TG、BET、SEM对催化剂进行表征和在固定床反应装置上考察催化剂催化活性,研究了掺杂活性炭对催化剂活性的影响。结果表明:未掺杂活性炭的催化剂5Ni/Al_2O_3,CH_4转化率为62.3%,CO_2转化率为78.8%;未还原的掺杂活性炭的催化剂5NiO/AC-Al_2O_3,CH_4转化率为72.4%,CO_2转化率为84.8%;还原的掺杂活性炭的催化剂5Ni/AC-Al_2O_3,CH_4转化率为78.3%,CO_2转化率为88.7%。由此可知,掺杂在载体中的活性炭可以将NiO还原为单质Ni,活性炭的加入可以改善催化剂的催化活性。     

烟气体系下CO2与CH4重整反应的研究

使用以α-Al2O3和γ-Al2O3为载体的改性Ni负载型催化剂,在连续流动式固定床反应上评价了CO2-CH4-O2-He转化制合成气的性能。结果表明,在常压、500～700 ℃的温度范围以及原料中CO2体积分数为15%的条件下,反应温度越高,2种催化剂上反应生成的合成气的体积分数越大,但α-Al2O3基催化剂具有更高的活性和生成合成气的选择性;使用α-Al2O3催化剂时,临氧条件比非临氧条件更有利于合成气的生成,O2体积分数越高越有利于合成气的生成; CO2与CH4体积比越小越利于合成气的生成和CO2的转化;α-Al2O3基催化剂具有良好的再生性能。当CO2与CH4体积比为3：4,O2体积分数为2.5%,反应温度700 ℃,常压下反应尾气中合成气的体积分数可达83.8%,CO2的转化率可达95%。     

反应条件对介孔Ni-CaO-ZrO_2催化剂上CH_4耦合重整反应性能的影响

利用并流沉淀法制备了介孔Ni-CaO-ZrO2催化剂,在该催化剂上考察了水蒸气重整(SRM)、CH4部分氧化(POM)和CO2重整(CDR)反应的不同耦合方式对CH4重整反应的影响,以及反应温度和气态空速对CH4三重整反应制合成气过程的影响。实验结果表明,与单纯的CDR反应相比,SRM-CDR耦合反应与CDR-POM耦合反应均具有明显的优势,前者侧重于产物分布的调节,而后者则对增强催化剂的活性和稳定性有重要意义。CH4三重整条件下催化剂失活的主要原因是复杂气氛条件下的晶相烧结;在反应温度为973 K、气态空速35.0 L/(h.g)、n(CH4)∶n(CO2)∶n(O2)∶n(H2O)=2∶1∶0.875∶0.50的条件下,催化剂上CH4转化率约为83%,产物合成气中n(H2)∶n(CO)约为2.00,且在反应10 h内催化剂活性稳定。     

六铝酸盐SrMAl11O19—δ催化剂上CO2重整甲烷制合成气反应研究

制备了一系列六铝酸盐ＳｒＭＡｌ１１Ｏ１９－δ催化剂。并通过ＸＲＤ、ＸＰＳ、ＴＰＲ和ＴＧＡ等实验技术对催化剂的结构和性能进行了表征。结果表明,这类物质的还原性和对二氧化碳重整甲烷制合成气反应催化活性与其结构和晶格中过渡金属Ｍ的性质密切相关。在７８０℃反应２ｈ,六铝酸盐ＳｒＮｉＡＬ１１Ｏ１９－δ表现出最高的催化活性和稳定性,ＣＨ４和Ｃ论率分别保持夺９５．０％和９３．４％以上,其它过渡金属Ｍ取代六铝酸盐     

CH4、CO2与O2制合成气的研究 Ⅳ.助剂Cu和Li的作用

在甲烷、二氧化碳与氧气制合成气的反应中,使用添加助剂Ce的Ni/Al     

Ni/La-BaTiO3催化剂的低温CH4/CO2重整性能研究

镧液相掺杂合成了不同镧含量的La-BaTiO3载体,再通过浸渍负载活性组分制备出Ni/La-BaTiO3催化剂。通过CH4/CO2连续重整制合成气反应,考察常压下、700℃和750℃温度的Ni/La-BaTiO3催化剂稳定性和积炭性能;采用CO2脉冲反应评价了700℃低温重整条件下各Ni/La-BaTiO3催化剂上一氧化碳的歧化反应程度。结果表明,一氧化碳的歧化反应程度对催化剂低温CH4/CO2重整的稳定性和积炭性能影响显著,Ni/1.05%La-BaTiO3是最佳的低温CH4/CO2重整催化剂。     

人工裂缝参数对CO2-ESGR中CO2封存和CH4开采的影响

目的 页岩储层中的裂缝系统对CH₄产量和CO₂封存量有着重要的影响,不同的储层地质特征有其对应的最优压裂方案。对鄂尔多斯盆地延长组页岩储层人工裂缝参数对CO₂封存和CH₄开采的影响进行分析。方法 基于鄂尔多斯盆地延长组页岩储层地质条件建立了页岩基质-裂缝双孔双渗均质模型,分析CO₂增强页岩气开采技术(CO₂-ESGR)中人工裂缝半长、裂缝宽度、裂缝高度、裂缝间距和裂缝数量对CO₂封存量和CH₄产量的影响。结果 CO₂封存量和CH₄产量与裂缝半长、裂缝宽度和裂缝高度呈正相关,其中裂缝宽度的影响最大,从5 mm增加到25 mm时,最多可使CO₂封存量和CH₄产量分别增加112.69%和87.11%。裂缝间距和裂缝数量增加可提高CO₂封存量和CH₄产量,但水平井长度相同时裂缝数量增加对CO...     

CH4/CO2一步合成C2烃研究进展

介绍了CH4/CO2一步合成C2烃的两条主要途径化学催化法和等离子体活化法.化学催化法主要采用金属氧化物催化剂及负载型金属氧化物催化剂,后者的催化活性明显高于前者,是今后化学催化法的研究方向.冷等离子体是十分有效的自由基引发方式,在此反应中的应用获得了比化学催化法更高的C2烃收率.CH4/CO2一步制C2烃是一条合成路线简单、原料廉价易得的崭新合成路线,有望成为CH4/CO2合成C2烃的重要发展方向.     

二氧化碳在CH4-CO2二元体系中的冰点预测

采用深冷工艺回收天然气中的乙烷时,脱甲烷塔塔顶及冷箱处的温度较低,容易发生CO_2冻堵。研究固体CO_2在CH_4-CO_2二元体系中的形成规律,有助于优化深冷分离工艺,避免CO_2冻堵,同时降低冷能消耗。修正了纯组分CO_2的饱和蒸气压的通用关联式,以预测二元气相体系中固体CO_2的形成温度,并与陈赓良-朱利凯模型关联式计算、HYSYS软件计算及Aspen Plus软件计算的CO_2固体形成温度进行了比较。结果表明,修正后的计算模型准确度较高,与Agrawal的实验数据的平均偏差在2℃以内。同时,根据Kurata实验数据拟合出CH_4-CO_2二元液相体系中CO_2固体形成温度关联式,并与文献经验公式、HYSYS软件计算及Aspen Plus软件计算的CO_2固体形成温度进行了比较。结果表明,该计算模型与实验数据吻合度非常高,与Kurata的实验数据的平均偏差在1℃以内,且具有广泛的通用性。     

CH4、CO2和O2制合成气镍基催化剂的研究

CH     

CO2置换水合物CH4的统一动力学模型

文章对水合物分解、生成的主要动力学模型进行介绍,包括Kim-Bishnoi模型、Englezos模型、Jamaluddin模型,然后对CO2置换甲烷水合物CH4的Ota模型进行重点介绍。通过研究发现,这些模型的驱动力都可用逸度差表示,反应面积可用气液相界面面积或分解表面积表示,并可以写成一个水合物分解生成双过程统一的动力学模型。基于CO2置换水合物CH4是一个分解生成过程同时发生的自然统一,最后提出一个统一的动力学模型。     

二氧化碳甲烷自热重整计算分析与中试

运用Gibbs自由能最小化方法和耦合详细反应动力学的计算流体力学(CFD)方法对CO_2-CH_4自热重整进行了相关的计算分析。结合自主研发的反应器和催化剂,在山西省潞安集团煤制油低碳循环经济园区进行了原料气处理量10 000m~3/h、运行压力2MPa、新型镍基催化剂装填量约5t的中试实验,获得合成气中甲烷摩尔分数小于1%、n(H_2)/n(CO)=1.1、有效气摩尔分数为60.7%的合成气。其中,CO_2-CH_4自热重整反应器设计主要尺寸为:内径1.6m,燃烧高度3.0m,催化剂装填高度2.8m,反应器总体高度约13.8m。     

利用Box-Behnken法分析CO2置换CH4效果

基于CO2置换CH4理论,综合考虑影响CO2置换CH4效果的3个因素,运用Box-Be-hnken实验设计方法,建立CO2置换CH4的数学模型。通过Design Expert软件生成曲面反应图,并对曲面反应图进行单因素及双因素解吸效果分析,得出各参数对CO2置换CH4效应影响的强弱顺序及交互影响的显著性,其结果依次为渗透率、含水率、含气量,进而对CO2置换CH4效果进行分析。该研究为煤层气提高采收率提供了一个省时有效的分析方法。