甲烷化催化剂

甲烷化催化剂的综述

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关于甲烷化催化剂的一些探讨

概念：

1、甲烷化：

2、甲烷化工艺的发展

通过对这些文献的查看来研究关于目的：这次任务我主要找关于甲烷化的文献，2

甲烷化催化剂的发展，研究方向的重点以及它对人类的发展所起到的作用。这次自己找了十几篇文章来谈论一下。

主题：

1、低温甲烷化催化剂的工业应用

低温催化剂较高温催化剂性能, 反应空速大、床层温度低、开车时间短、蒸汽消耗量大幅降低,并且安全性能更好。该催化剂的使用提高了乙烯装置的安全性和稳定性。由原用的高温催化剂改为低温催化剂时, 只需更换催化剂即可, 无需改动反应器和管线。

2、第二金属组分对CO2 甲烷化沉淀型镍基催化剂的影响

用并流共沉淀法制备了一系列镍基双金属催化剂,在微型固定床流动反应装置上进行了二氧化碳和氢气生成甲烷的催化反应,考察了在不同反应条件下第二金属组分Fe、Co 、Cr 、Mn、Cu、Zn 等对镍基催化剂活性的影响。采用程序升温还原( TPR) 、X 射线衍射(XRD) 等手段对催化剂进行表征。结果表明,第二组分的添加会改变镍催化剂的表面结构以及活性组分的分散度,有些会产生电子效应。其中,锰的添加使催化剂活性大大提高,原因是Mn ( Ⅳ) Ni2O4 的生成不仅有利于

催化剂还原,而且有利于产生电子效应。

3、二氧化碳甲烷化催化剂制备方法的研究

采用浸渍法和并流共沉淀法制备含Ni 量不同的Ni/ ZrO2 催化剂, 研究了它们在二氧化碳甲烷化反应中的催化性能. 结果表明, 共沉淀法制备的高Ni 催化剂具有良好的催化性能. 在较温和的条件( T = 573 K, P = 0. 1 MPa, GHSV =12000 h- 1) 下, CO2 的转化率达99. 7%, CH4 的选择性达100% . Ni 与ZrO2 的相互作用对催化活性有很强的影响. Ni 的含量和CO2 吸附程度决定了甲烷化反应活性.催化剂作用下活化能的大小与活性变化规律相符.

与浸渍法相比, 共沉淀法制备出的催化剂具有如下特点:

( 1) 产率高;

( 2) 性能稳定;

( 3) 抗积碳性好;

( 4) 反应温度及活化能更低;

( 5) 产物成分单一.

利用共沉淀法制备二氧化碳甲烷化催化剂具有很高的研究、应用和开发价值.

4、反应条件对焦炉气甲烷化催化剂性能的影响

近年来, 中国天然气市场需求急剧增加, 制取合成天然气的工业投资项目增多,

对于合成甲烷反应过程的研究逐渐得到重视。特别是焦炉气作为一种工业排放废气, 产量大( 2008年, 全国焦炉气总产量约1 430亿m3 ) [ 2] , 将其进行甲烷化回收利用, 既符合节能减排的政策要求, 又能产生一定的经济效益,是一项具有市

场前景的技术。重视节能减排技术在传统工业中的推广应用, 在焦炉气甲烷化催化剂及相关工艺技术方面开展了一系列的条件实验和测试工作。通过实验可知1) 焦炉气甲烷化催化剂具有活性高的特点, 在以焦炉气的典型组成为原料、出口温度约550 、压力1MPa~ 3MPa、空速5 000 h- 1 ~ 10 000 h- 1的条件下, 可使CO 转化率> 99%, CO2 转化率> 97%,C2H6 转化率> 99%, 接近于平衡转化率, 能适用

于焦炉气的甲烷化反应过程。

2) 通过稀土、助剂等改善了催化剂的固体酸碱性, 增强了活性表面的水气吸附力、氢气吸附解离性能等, 从而提高了抗结炭性能。抗结炭实验的测试结果表明,

该催化剂具有较好的抗结炭性能。

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5、合成天然气催化剂的研究

随着经济和社会的发展，天然气的需求迅猛增长，将成为21 世纪消费量增长最快的能源。我国天然气的供应能力相对滞后，导致天然气供需矛盾突出。天然气供求矛盾的问题，除了立足国内现有资源，充分开发国内天然气资源外，还要利用我国丰富的煤炭资源，积极发展煤制代用天然气，以缓解天然气供应紧张局面。煤制代用天然气技术可利用我国资源优势相对较大的煤炭，尤其是褐煤等劣质煤炭，通过煤气化、甲烷化，生产代用天然气。

常用CO 甲烷化催化剂采用浸渍法、干混法或共沉淀法制备，负载Ni、Rh、Ru、Pd 等过渡金属，载体为Al2O3、TiO2、ZrO2、SiO2、海泡石等，甲烷化催化剂中添加助剂有La、Mo、Cr、Ce 等。本工作考察了通过浸渍法制得一系列Ni-La/γ-Al2O3 催化剂催化一氧化碳甲烷化反应的影响，其中活性组分Ni 含量：

w(Ni)=15%，助剂镧含量：n(La)：n(Ni)=0.1。在连续流动固定床装置上考察了3 种不同形状载体的Ni-La/γ-Al2O3 催化剂对一氧化碳甲烷化反应的影响。在n(CO)：n(H2)=1：9、3 MPa、573~873 K（加热温度）及空速20000h-1 反应条件下，空

心圆球型、齿轮型、长条柱型载体催化剂在考察温度范围内的XCO≥99.5%，SCH4≈100%。

6、甲烷制乙烯新型催化剂的制备

本文对微波法诱导甲烷与二氧化碳制乙烯研究进行了研究，得出合成的催化剂和其组成对此反应起着巨大的作用。从研究数据表明，微波法制乙烯所用催化剂降低了反应的温度，减少了碳化的生成。但甲烷转化率和乙烯选择率仍较低。所以，进一步提高催化剂的反应活性和选择性是实现沼气制取乙烯的工业化生产的关键。

中国科学院金属研究所[1- 2]研制出了一种以γ- Al2O3为催化剂载体，以氧化镍为活性组分的催化剂，其载体有2~2.5%的粘结剂，70~90%的吸波材料，5~2.5%的γ- Al2O3。该体系克服了反应温度高，积碳严重的问题，但产率较低，得到的多以低H2/CO 比的合成气，其乙烯的产量在10%左右。而中国科学院大连物化所[3] 以活性炭为引发剂，利用了活性炭的强吸附性，采用连续微波辐照与活性炭的联合作用产生微波放电，使C2 的选择性达到70%以上，甲烷转化率80%。但反应中C2 主要以乙炔为主，在低甲烷浓度下，可生成10%乙

烯。以后，中国石油大学重质油国家实验室[4]又以纳米级的ZrO2负载Ni 和La 的方法进行重整，提高了催化剂的活性组分的分散度并抑制了丝状炭的生成，但生成的组分以合成气为主。四川大学则以TiO2，CeO2和γ- Al2O3为载体，以Ca，Mg，Ni，Co，Fe 等一种或两种硝酸盐为主活性组分，经浸渍法制得颗粒状催化剂，堇青石为第二载体，制成整体式催化剂。期中以Ca- Ni/TiO2为催化剂能使甲烷转化率达到11.21% ，乙烯选择性达到14.32%，虽然转化率仍较低，但提高了乙烯的选择性。

结论：沼气制乙烯时一种经济又实惠的方法，经过国内外学者近几年的研究表明，沼气中的CH4/CO2比适于制乙烯。因此加大沼气制乙烯的开发研究，并能尽早投入工业生产阶段具有重大的意义。为此我们合成了四种新型的金属催化剂。并对其结构进行了大体表征。该四种催化剂是根据催化剂的研究进展，设计的具有巨大催化潜力的新型催化剂，可以很好的催化沼气成为乙烯，具有一定的催化活性。

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7、铝铈助剂对镍基甲烷化催化剂性能的影响

用沉淀法制备了镍基甲烷化催化剂,采用X2射线衍射、氢气程序升温还原和扫描电镜等技术对合成催化剂进行了表征. 结果表明,铝助剂对形成微球状催化剂有较大的促进作用,铝

铈助剂对镍基催化剂的还原有明显的促进作用,铈助剂大幅提高了催化剂的抗积碳能力. 复合催化剂的催化活性明显高于单一催化剂.

我国的化石能源储量情况是富煤贫油少气,炭储量相对丰富,天然气储量较少. 据预测,天然气

需求将以年均9. 6 %的速率增长,为亚洲地区增长率最高的地区. 迄今为止,中国

天然气的消费基本依赖国内自有资源,但按目前消费量的增长速度,2020年将达

到2 100 亿m3 ,对外依存度达到43 %. [1 ] 煤制甲烷化技术是将煤制气中的CO2 和H2 S 脱除后,将煤气中的CO 和H2 在催化剂的作用下合成为以甲烷(CH4 ) 为主的高热值气体(反应式CO + 3H2H4 + H2O) . 甲烷化前的中热值煤制气热值为1 417 MJ / m3 ,甲烷化后提高到3 316 MJ / m3 ～3 718 MJ / m3 ,成为高热值煤制气. [ 2 ] 不同煤炭转化方式的热能有效利用率为: 煤制油( 26. 9 %～28. 6 %) < 煤制

甲醇(28. 4 %～50. 4 %) < 煤发电(40 %～45 %) < 煤制合成天然气(53 %) < 煤制

合成气(82. 5 %) . [3 ] 煤制甲烷热效率较高,因此具有一定的市场需求. 固定床所用的甲烷化催化剂常以Al2O3 作为主要载体[ 4 ] ,但NiO 和Al2O3 可能会相互作用引起催化剂还原困难. 固定床反应器由于其热扩散效率较低,在实际生产中存在着反应飞温和催化剂烧毁现象. 浆态床反应器的反应热容易扩散,浆态相接近等温状态,温控更加容易和灵活.本实验为开发与浆态床相适宜的甲烷化催化剂考

察了铝铈助剂对镍基催化剂的型貌、还原性能及催化

活性的影响.

结论

通过XRD ,SEM 和TPR 等技术对沉淀法制备镍基催化剂进行了表征,发现铝助剂加入可能使催化剂表面形成固溶体类化合物,有效提高催化剂的还原性能,同时形成更适于浆态床反应的微球状催化剂. 铈助剂的加入对催化剂的抗积碳能力有较大提高,同时对催化剂的还原有促进作用,并有效促进催化剂活性. 通过催化剂在浆态床反应器的评价,发现镍铝铈复合催化剂的催化活性高于单一催化剂.

8、微通道反应器内N i- Ru/ZrO2 催化剂上CO选择性甲烷化

利用微通道反应器, 对富氢重整气在N i- Ru /Z rO2 催化剂上的CO 选择性甲烷化反应进行了研究; 考察了反应温度、原料气中CO 含量和CO2 含量对N i-

Ru /Z rO2 催化剂活性的影响, 并考察了N i- Ru /Z rO 2 催化剂的稳定性。实验结果表明, 在微通道反应器中, N i- Ru /Z rO2 催化剂对CO选择性甲烷化反应具有良好的活性, 当原料气中CO 体积分数不大于1. 0% 时, 在260 ~300 内可将CO 出口体积分数降至1 ! 10- 4以下; CO 出口体积分数的最低值随原料气中CO 含量的增加而增大, 当原料气中CO 含量增加到一定程度时, 需采用温度梯级甲烷化法才能将CO 出口体积分数降至1 ! 10- 4以下; 120 h的稳定性实验结果表明,N i-Ru /ZrO2 催化剂具有良好的稳定性, CO转化率均保持在99. 50%以上。

结论

( 1)在微通道反应器中, N i- Ru /Z rO2 催化剂对CO 选择性甲烷化反应具有良好的活性。当原料气中CO 体积分数不大于1. 0%时, 在260~ 300 内均可将CO 出5

口体积分数降至1 !10- 4以下。

( 2)随原料气中CO 含量的增大, CO 转化率达到最大值时的反应温度相应提高, CO 出口体积分数的最低值也增大。当原料气中CO 体积分数较高时, 需采用温度梯级甲烷化方法, 将CO 出口体积分数降至1 !10- 4以下。

( 3)N i- Ru /Z rO2 催化剂在微通道反应器中具有优良的热稳定性。在气态空速14 286 h- 1, 原料气体积组成为1. 0% CO, 25. 0% CO2, 74. 0% H2, 反应温度260 的条件下, 经过120 h的反应, CO 转化率没有明显降低, 始终保持在99. 50%以上。

9、稀土改性的非晶态镍基催化剂对CO2 甲烷化反应的研究

以无定形的ZrO2 为载体，非晶态金属Ni 为活性组分，稀土作为助剂，考察了不同稀土对镍基催化剂的改性作用，采用XRD、SEM、NH3- TPD 等技术对催化剂进行了表征。结果表明，稀土对镍基催化剂的CO2 甲烷化活性有明显的促进作用，反应温度为623K 时，CO2 转化率提高了22.7%。稀土改性后的催化剂颗粒较小且分布均匀，酸性增强。

随着世界人口的剧增、森林面积的锐减和土地遭侵蚀、沙漠化以及工业大量使用矿物燃料（如煤、石油等），CO2 在大气中的含量越来越高。CO2 进入大气层后使地球升温，碳循环失衡，改变了地球生物圈的能量转换形式。其后果既危害自然生态系统的平衡，更威胁人类的生活。为了减少CO2 的积累，将其进行催化转化极为重要。其中CO2 的催化加氢甲烷化由于具有明确的应用前景而倍受关注[ 1 ]。镍基催化剂是CO2 的催化加氢经常使用的催化剂，常用的载体一般为

Al2O3，TiO2，SiO2，海泡石等[2，3]。本文采用沉淀回流浸渍法制备了ZrO2 载体，非晶态金属Ni为活性组分，并加入稀土对镍基催化剂进行改性，研究了Ni-RE- B/ZrO2 催化剂对CO2 碳甲烷化反应的活性和选择性的影响，并采用XRD，SEM，NH3- TPD

对所制备的Ni- RE- B/ZrO2 催化剂进行表征。

结论

（1）稀土助剂的加入均能提高镍基催化剂的CO2 甲烷化活性。不同稀土对Ni-

B/ZrO2 催化剂的改性效果不同，其中Eu 和Sm效果较好。

（2）稀土改性后的催化剂颗粒较小且分布均匀，酸性增强。

（3）XRD 衍射峰对应ZrO2 的无定形相。峰变宽，强度变低，可能是改性后的

催化剂颗粒变小。

10、还原型甲烷化催化剂建设项目职业病危害控制效果评价（这是有关它的疾病防治方面的）

目的掌握某催化剂厂还原型甲烷化催化剂建设项目的主要职业病危害因素及危害程度, 评价相应防护措施的效果。

方法依据建设项目职业病分类管理办法．, 通过收集相关资料、现场职业卫生

学调查和职业危害因素检测, 采用定量分级法进行综合评价。

结果操作工人接触的镍及其无机化合物和粉尘浓度均未超过国家相关标准规定的职业接触限值; 工人接触噪声的8 h等效声级为84．8 dB( A ), 该建设项目的总体布局、生产设备布局、职业病危害因素检测结果、职业病防护设施、个人使用的防护用品、职业卫生管理等基本符合国家有关法规要求。结论通过现场调查和检测结果表明, 建设项目职业病危害防护设施完善可行。

结论：

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所谓甲烷化，是指合成气中CO、CO2和H2在一定的温度、压力及催化剂作用下，进行化学反应生成CH4的过程。甲烷化反应是体积缩小的强放热可逆反应，并

且在反应过程中可能发生析碳反应，CO每转化1%，温升为70-72℃，甲烷化反应必须在催化剂的作用下才能进行，而CO和H2之间的催化反应，属于典型的

选择性催化反应，在不同的催化剂和工艺条件作用下，可以选择生成甲烷、甲醇、酚和醛或者液体烃等不同物质。

在煤制天然气过程中，甲烷化方程式为：

1）CO+3H2=CH4+H2O+206.2 KJ /MOL

2）CO2+4H2=CH4+2H2O+165KJ/MOL

甲烷化反应的过程中主要的控制内容：

1. 对甲烷化反应热的控制及回收

2. 对于甲烷催化剂的使用与保护

甲烷化在我国可能发展比较或者人们的意识不是很强，我查到的最早的关于甲烷化的专利也是到了80年代末。甲烷化分为两种，微量甲烷化（主要用于合成氨净化和城市煤气甲烷化提高热值）和大量甲烷化（目前的煤制天然气中的甲烷化）。在这些反应中关键是其中的催化剂，如果催化剂掌握好了，就可以很好的进行反应。通过上边的这些专利我们可以看出对甲烷化的研究也都是集中在对催化剂的研究之上的。通过上边的五篇专利我们可以看出这些年的催化剂研究这要集中在

一些硫化物和一些金属化合物，有了这些催化剂的大大提高了甲烷化的反应速率及反应完全，为人类的生活提供了很大方便。

参考文献：

1、低温甲烷化催化剂的工业应用刘先壮, 于.. 泳

(中国石化中原石油化工有限责任公司, 河南濮阳, 457000)

2、第二金属组分对CO2 甲烷化沉淀型镍基催化剂的影响李丽波1 ,魏树权2 ,

徐国林2(1. 哈尔滨工业大学应用化学系,哈尔滨150001 ;2. 哈尔滨师范大学化学系,哈尔滨150080)

3、铝铈助剂对镍基甲烷化催化剂性能的影响。樊劭1) 王彩红2) 袁

振3) 王东飞4) 杨双凤1) 刘博1) 许德平3)

4、改性的非晶态镍基催化剂对CO2 甲烷化反应的研究*李懿桐，魏树权，田英。（哈尔滨师范大学化学化工学院，黑龙江哈尔滨150025）

5、制乙烯新型催化剂的制备。段文增郑涛贾峰郭庆良（泰山学院，化学与环境科学系，山东泰安271021）

6、还原型甲烷化催化剂建设项目职业病危害控制效果评价。郑洪岩.. (盘锦市疾病预防控制中心, 辽宁.. 盘锦.. 124000)

7、甲烷转化催化剂的性能探讨及使用。王志彦(开滦煤化工研发中心，河北唐山063611)

8、二氧化碳甲烷化催化剂制备方法的研究李丽波徐国林( 哈尔滨师范大学)

9、α-Ni/γ-Al2O3 催化剂催化一氧化碳甲烷化反应的研究马胜利1,2，谭猗生1﹡，张清德1，韩怡卓1（1. 中国科学院山西煤炭化学研究所煤转化国家重点实验室，山西太原030001；2. 中国科学院研究生院，北京100049）

10、中原石化公司新型甲烷化催化剂使用效果良好中国石化有机原料科技情报中心站

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甲烷化催化剂及反应机理的研究进展

甲烷化催化剂及反应机理的研究进展 甲烷化是一种重要的催化反应，其可以将甲烷转化为更具经济价值的产品，如甲烷可以被催化转化为甲醇、汽油、石脂烃等化合物。甲烷化反应具有很高的化学转化效率和节能环保的特点，因此在能源领域中具有重要的应用价值。然而由于甲烷的分子结构稳定性较高，甲烷化反应的催化剂选择和反应机理的研究尚存在一定困难。 目前，已有多种催化剂被用于甲烷化反应。常见的甲烷化催化剂包括贵金属催化剂（如铂、钯等）和过渡金属催化剂（如钛、铈、钴等）。贵金属催化剂具有高的催化活性和选择性，但成本较高。过渡金属催化剂则在催化甲烷化反应中具有较好的平衡性，但催化活性较低。近年来，还出现了一些新型的甲烷化催化剂，如氧化亚氮、过氧化物、氮化硼等，这些催化剂在甲烷化反应中显示出良好的催化效果。 关于甲烷化反应机理的研究，目前存在着不同的理论观点。其中最为常用的机理是氧化亚氮机理和金属氧化物机理。氧化亚氮机理认为甲烷化反应中，氧化亚氮（NOx）是催化剂的活性物种，其可以吸附在催化剂表面，与甲烷反应生成反应中间体，最终转化为甲醇等产物。金属氧化物机理则认为，催化剂表面的金属氧化物可以与甲烷发生氧化反应，生成活性氧物种，最终通过形成反应中间体，完成甲烷化反应。还有一些其他的甲烷化反应机理模型，如贵金属机理、过渡金属机理等。 甲烷化反应的机理和催化剂选择是相互关联的。不同的催化剂对应不同的反应机理，选择合适的催化剂可以提高甲烷化反应的效率和选择性。目前，研究者们通过理论计算、实验模拟等方法，对甲烷化反应机理进行了深入研究。这些研究结果为甲烷化反应的催化剂设计和优化提供了理论依据，也为解决甲烷化反应中的关键科学问题提供了参考。 甲烷化反应催化剂及反应机理的研究进展为该反应的应用提供了技术支持，并为更高效、环保的催化剂的开发和设计提供了思路和指导。未来的研究重点应该放在提高甲烷化反应的催化活性和选择性，探索更加高效的催化剂，并深入研究甲烷化反应的反应机理，以期为能源领域的发展作出更大的贡献。

甲烷化题库

一、填空题 1. 影响化学反应速度的主要因素有：反应物浓度、压力、温度、催化剂；催化剂通过降低反应活化能，改变了化学反应的速 度 。 2. 我厂保安脱硫反应器所采用的催化剂主要组分为铜基氧化锌，操作温度为120℃-160℃，通入少量蒸汽的目的是促使有机硫转化为H2S，提高脱硫效率，开车前需要还原。 3. 甲烷化催化剂是以镍作为活性组分，我厂一级甲烷化反应器所装填的催化剂牌号为AR-411 ，操作温度为330℃-560℃，二三级甲烷化反应器所装填的催化剂牌号为PK-7R ,操作温度为200℃-450℃，两种催化剂开车前都不需要活化。 4. 我厂甲烷化装置采用一级甲烷化反应后的气体来稀释进口气体，从而控制一级甲烷化进口CO、CO2含量，进一步控制反应器出口温度。 5. 造成甲烷化系统出口工艺气碳氧化物含量超标的原因主要有负荷过大、入口CO、CO2含量超高、甲烷化床层温度过低、催化剂中毒、催化剂衰老。 6. 甲烷化反应是指CO、CO2与H2反应生成甲烷并放出大量热量的化学反应。反应能量80% 转换为产品能量，20% 以反应热的形式释放。 7. 在典型的甲烷化炉操作条件下，每1%CO转化的绝热温升为

72℃，每1%CO2转化的绝热温升为60℃，每1%O2转化的绝热温升为159℃。 8. 甲烷化工艺采用Topsoe公司三段绝热反应器的专利技术，其气体循环采用动力蒸汽通过喷射器吸入废锅后工艺气，并用废热锅炉回收甲烷化反应过程中放出的热量，生产中温中压蒸汽。 9. 防止原料气中硫造成催化剂中毒或降低催化剂活性，在甲烷化反应器前增设保安脱硫，要求其含量达到10ppbv。 10. 甲烷化炉床温在低于200℃时，如有一氧化碳存在，且一氧化碳分压＞3bar 以上时，将会生成剧毒物质羰基镍，应此应密切关注温度和CO含量。 11. 甲烷化反应属可逆平衡反应，温度降低、压力升高，平衡常数增大。 12. 为防止锅炉给水系统金属的腐蚀，需对锅炉给水进行除氧，目前除氧方法主要有真空除氧、热力除氧、化学除氧。我厂采用的是化学除氧和热力除氧相结合。 13. 甲烷化装置设计是基于焦炉气原料49165Nm3/h 的量来设计的，其中CO含量范围为6％-8％，CO2含量范围为2％-4％；设计基准点参数为CO 6.6％，CO2 1.9％，低工况设计点CO 6％，CO2 1.8％；高工况设计点为CO 8％，CO2 4％。 14. 高碳工况时，原料气中的碳含量经过三级甲烷化反应器反应后合格；设计工况时，原料气中的碳含量经过二级甲烷化反应器

甲烷化催化剂

甲烷化催化剂的综述 院系： 专业班级： 学号： 姓名： 指导老师：

关于甲烷化催化剂的一些探讨 概念： 1、甲烷化： 2、甲烷化工艺的发展 目的：这次任务我主要找关于甲烷化的文献，通过对这些文献的查看来研究关于

甲烷化催化剂的发展，研究方向的重点以及它对人类的发展所起到的作用。这次自己找了十几篇文章来谈论一下。 主题： 1、低温甲烷化催化剂的工业应用 低温催化剂较高温催化剂性能, 反应空速大、床层温度低、开车时间短、蒸汽消耗量大幅降低,并且安全性能更好。该催化剂的使用提高了乙烯装置的安全性和稳定性。由原用的高温催化剂改为低温催化剂时, 只需更换催化剂即可, 无需改动反应器和管线。 2、第二金属组分对CO2 甲烷化沉淀型镍基催化剂的影响 用并流共沉淀法制备了一系列镍基双金属催化剂,在微型固定床流动反应装置上进行了二氧化碳和氢气生成甲烷的催化反应,考察了在不同反应条件下第二金属组分Fe、Co 、Cr 、Mn、Cu、Zn 等对镍基催化剂活性的影响。采用程序升温还原( TPR) 、X 射线衍射(XRD) 等手段对催化剂进行表征。结果表明,第二组分的添加会改变镍催化剂的表面结构以及活性组分的分散度,有些会产生电子效应。其中,锰的添加使催化剂活性大大提高,原因是Mn ( Ⅳ) Ni2O4 的生成不仅有利于催化剂还原,而且有利于产生电子效应。 3、二氧化碳甲烷化催化剂制备方法的研究 采用浸渍法和并流共沉淀法制备含Ni 量不同的Ni/ ZrO2 催化剂, 研究了它们在二氧化碳甲烷化反应中的催化性能. 结果表明, 共沉淀法制备的高Ni 催化剂具有良好的催化性能. 在较温和的条件( T = 573 K, P = 0. 1 MPa, GHSV =12000 h- 1) 下, CO2 的转化率达99. 7%, CH4 的选择性达100% . Ni 与ZrO2 的相互作用对催化活性有很强的影响. Ni 的含量和CO2 吸附程度决定了甲烷化反应活性.催化剂作用下活化能的大小与活性变化规律相符. 与浸渍法相比, 共沉淀法制备出的催化剂具有如下特点: ( 1) 产率高; ( 2) 性能稳定; ( 3) 抗积碳性好; ( 4) 反应温度及活化能更低; ( 5) 产物成分单一. 利用共沉淀法制备二氧化碳甲烷化催化剂具有很高的研究、应用和开发价值. 4、反应条件对焦炉气甲烷化催化剂性能的影响 近年来, 中国天然气市场需求急剧增加, 制取合成天然气的工业投资项目增多, 对于合成甲烷反应过程的研究逐渐得到重视。特别是焦炉气作为一种工业排放废气, 产量大( 2008年, 全国焦炉气总产量约1 430亿m3 ) [ 2] , 将其进行甲烷化回收利用, 既符合节能减排的政策要求, 又能产生一定的经济效益,是一项具有市场前景的技术。重视节能减排技术在传统工业中的推广应用, 在焦炉气甲烷化催化剂及相关工艺技术方面开展了一系列的条件实验和测试工作。通过实验可知1) 焦炉气甲烷化催化剂具有活性高的特点, 在以焦炉气的典型组成为原料、出口温度约550 、压力1MPa~ 3MPa、空速5 000 h- 1 ~ 10 000 h- 1的条件下, 可使CO 转化率> 99%, CO2 转化率> 97%,C2H6 转化率> 99%, 接近于平衡转化率, 能适用于焦炉气的甲烷化反应过程。 2) 通过稀土、助剂等改善了催化剂的固体酸碱性, 增强了活性表面的水气吸附力、氢气吸附解离性能等, 从而提高了抗结炭性能。抗结炭实验的测试结果表明, 该催化剂具有较好的抗结炭性能。

煤制天然气甲烷化催化剂及机理的研究进展

煤制天然气甲烷化催化剂及机理的研究进展 煤制天然气是一种重要的清洁能源，可以利用富余的煤炭资源，减少了对石油的依赖，同时也减少了对环境的污染。煤制天然气的制备过程中，甲烷的合成是关键步骤之一，催 化剂在该过程中发挥着重要的作用。相对于其他合成气合成甲烷方法，煤制天然气甲烷化 的反应条件温和，成本较低，因此备受关注。本文将介绍煤制天然气甲烷化催化剂及机理 的研究进展。 1. 催化剂种类 （1）镍基催化剂 镍基催化剂是煤制天然气甲烷化反应中常用的一种催化剂。其中，加入了钾和铜等掺 杂改性的镍基催化剂具有更高的活性和稳定性，其主要机理是镍与CO2在催化剂表面形成 的活性中间体经过穿越吸附态烷基化开环后再脱附得到甲烷。此外，钠基、铁基、钴基和 镉基催化剂等也被广泛研究。 （3）贵金属催化剂 贵金属催化剂主要包括铑、铱和铂等。研究表明，这些催化剂的催化活性与CO2的吸 附能力有关，CO2的吸附能力越强，其反应活性就越高。此外，添加硫和氯等掺杂改性剂 也能够促进甲烷的合成。 2. 机理研究 煤制天然气甲烷化反应机理主要包括五种途径： （1）CO2还原反应途径：CO2被还原为CO，随后与H2发生Fischer-Tropsch合成反应并生成甲烷。 （3）水煤气变换反应途径：CO和H2在催化剂的作用下生成甲烷的同时，也会生成一部分CO2和H2O。 （4）气相氢甲酸反应途径：该反应是由低碳酸性离子催化的，碳酸盐型离子可通过CO2和H2O气相反应生成。 （5）单分子路途径：催化剂表面上的吸附态CH3产生甲烷。 总之，煤制天然气甲烷化反应过程中，催化剂不仅仅是作为反应物中心，还扮演着催 化剂表面反应活性中心的角色。催化剂的有效改性和研究对于提高甲烷的产率和选择性具 有重要意义。

甲烷化反应

所谓甲烷化，是指合成气中CO、CO2和H2在一定的温度、压力及催化剂作用下，进行化学反应生成CH4的过程。 甲烷化反应是体积缩小的强放热可逆反应，并且在反应过程中可能发生析碳反应，CO每转化1%，温升为70-72℃，甲烷化反应必须在催化剂的作用下才能进行，而CO和H2之间的催化反应，属于典型的选择性催化反应，在不同的催化剂和工艺条件作用下，可以选择生成甲烷、甲醇、酚和醛或者液体烃等不同物质。 在煤制天然气过程中，甲烷化方程式为： 1）CO+3H2=CH4+H2O+206.2 KJ /MOL 2）CO2+4H2=CH4+2H2O+165KJ/MOL 甲烷化反应的过程中主要的控制内容： 1. 对甲烷化反应热的控制及回收 2. 对于甲烷催化剂的使用与保护 甲烷化催化剂的主要活性成分是镍基。催化剂一般由活性组分Ni(或NiO)、载体、助剂几部分组成。其主要特点：a.对原料气中的H2和CO的含量之比要求较高b.活性高、转换率较高c.不耐硫，对原料气脱硫要求高d.抗积碳能力差e.反应压力低f.反应器的空速比较高g.选择性比较高 由于国内甲烷化技术及催化剂尚没有大规模工业化的运行经验，现在只有美国大平原煤制天然气工厂，于1984年投产，它是世界上第一

座，甲烷化的大型商业化工厂，该厂至今仍在正常运行。目前国外甲烷化技术各有其特点，都采用各自独立的甲烷化催化剂，操作温度可在250~700℃之间，可以副产蒸汽，所产天然气符合管道输送的要求。 目前针对我国引进粉煤气化工艺气CO含量高，变换过程中容易发生甲烷化副反应，反应深度和床层热点温度难于控制等难题，通过对甲烷化副反应影响因素以及变换反应的分段和一段炉反应深度控制研究，开发了粉煤气化低水/气耐硫变换新工艺。该工艺利用粉煤气化原料气中水含量低的特点。全部采用QDB-04催化剂，通过控制工艺气中水/气来控制第一反应器变换反应的深度和床层的热点温度。达到在不发生甲烷化副反应的条件下，降高浓度CO部分变换。 该工艺第一段水/气最高不超过0.3，其他各段水/气最高不超过0.5。最高热点温度不超过400℃，操作条件缓和，变换装置运行平稳，无甲烷副反应发生，能够大幅度降低蒸汽用量并节省设备投资。

甲烷化催化剂及反应机理的研究进展

甲烷化催化剂及反应机理的研究进展 引言 甲烷是一种重要的碳氢化合物，是天然气的主要成分。甲烷化是一种重要的化学反应，可将甲烷转化为更高价值的化合物，如烯烃、芳香烃和烷烃。在工业生产中，甲烷化反应 通常是通过催化剂实现的。近年来，甲烷化催化剂及反应机理的研究取得了一系列重要进展，本文将对这些进展进行综述。 甲烷化催化剂的种类 甲烷化反应是一种复杂的化学反应，涉及到多种催化剂。在目前的研究中，常见的甲 烷化催化剂包括氧化物催化剂、金属催化剂和金属氧化物复合催化剂等。钼、镍、铬等金 属催化剂被广泛用于甲烷化反应中。贵金属如铂、钯等也被用于甲烷化反应中，它们通常 具有较高的催化活性和选择性。 甲烷化反应的机理 甲烷化反应的机理是研究甲烷化催化剂的关键。在甲烷化反应中，甲烷分子首先被激活，形成甲烷的活性中间体。接着，该中间体与其他反应物或中间体发生进一步的反应， 生成目标产物。研究表明，甲烷化反应中的关键步骤包括甲烷的活化、碳-碳键形成和产 物生成等。 甲烷化催化剂的改性 为了提高甲烷化催化剂的活性和选择性，研究人员对催化剂进行了不同形式的改性。 目前，常见的催化剂改性方法包括负载金属、添加助剂、表面修饰等。这些改性方法可以 有效地提高催化剂的活性和稳定性，从而提高甲烷化反应的产物收率和质量。 新型甲烷化催化剂的研究 近年来，研究人员提出了许多新型的甲烷化催化剂，并对其进行了深入研究。针对甲 烷化反应中的活化步骤，有学者设计并合成了一系列新型的活化剂，如新型金属配合物、 异质结构材料等。这些新型催化剂不仅在活性和选择性上表现出色，还具有较高的稳定性 和再生性能。 甲烷化催化剂的应用 甲烷化催化剂在工业生产中具有广阔的应用前景。通过甲烷化反应，可以将甲烷转化 为乙烯、丙烯等高附加值的化合物，从而实现资源的高效利用。甲烷化反应还可以用于合 成苯、甲苯等重要的化工产品。甲烷化催化剂的研究和应用对于能源开发和化工产业具有 重要意义。

煤制天然气(甲烷化)催化剂国内外研究综述

煤制天然气（甲烷化）催化剂国内外研究综述 摘要甲烷化催化剂是甲烷化工艺开发的基础，本文着重分析了国内外甲烷化催化剂现状。 关键词煤制天然气；甲烷化催化剂；活性组分；载体；助剂 随着人们生活水平的提高，城市化进程的加快，对优质、高效天然气的需求急剧攀升，导致天然气供需矛盾日益突出。煤制天然气是以煤为原料生产天然气的工艺技术，可以将煤炭转化为便于远距离输送的清洁燃料CH4，成为缓解天然气供需矛盾和煤炭高效清洁转化的重要途径之一。该技术是通过多相催化甲烷化反应原理，将合成原料气中的碳氧化合物（CO+C02）催化加氢生成甲烷（CH4）。甲烷化技术是煤制天然气的核心技术之一，甲烷化催化剂是甲烷化工艺开发的基础。本文分析了国内外甲烷化催化剂现状，以期对我国甲烷化催化剂技术的开发有所启迪。 一、国外甲烷化催化剂现状 国外对煤制天然气催化剂的研究可以追溯到20世纪70年代的石油危机期间。当时，西方国家为摆脱对石油天然气的依赖，开始了替代能源的应用研究，包括煤制高热值城市煤气和替代天然气的催化剂和工艺技术的研发。一些半工业化的煤制天然气实验装置相继建立，取得了可喜的实验成果。在此基础上，1984年美国大平原建成389万m3/d的煤制天然气工厂，利用当地高水分褐煤，生产出合格的替代天然气，建厂初期所使用的甲烷化催化剂为巴斯夫（BASF）生产的，后改为英国燃气公司（BG）的CRG甲烷化催化剂，该厂建成至今，正常运行20多年。 20世纪90年代末期，戴维获得了将CRG技术对外许可的专有权，联合世界知名催化剂制造商JohnsonMatthey，在世界范围内推广CRG催化剂和工艺包。丹麦托普索公司从20世纪70年代后期就开始了开发甲烷化催化剂的工作，并成功开发出MCR一2X催化剂。该催化剂经托普索中试装置和德国中试装置试验测试，最长的运行时间达到了10000h，累计运行记录超过了45000h。瑞士卡萨利公司（casale）以BASF的Gl一85甲烷化催化剂为基础，开发出等温甲烷化工艺，最大特点是采用内排热等温反应器。国外代表性甲烷化催化剂特点见表1。 鲁奇公司早些时候分别与南非Sasol公司和奥地利艾尔帕索天然气公司建立了煤制天然气实验装置，并进行了较长时期的运转。其催化剂为Ni基催化剂，活化温度250～290℃，可在550～700℃高温下操作。美国巨点能源公司开发的直接催化蒸汽甲烷化技术又称“蓝气技术”，其催化剂操作温度600～700℃，并已进行超过1200h的中试实验。技术特点是在一个反应器中催化气化反应、水煤气变换反应和甲烷化反应3种反应，从而实现在单一反应器内生产煤制天然气。该技术的难点是催化剂的分离。

2023年甲烷化催化剂行业市场分析现状

2023年甲烷化催化剂行业市场分析现状 甲烷化催化剂是用于甲烷化反应的催化剂，广泛应用于化工、能源等领域。随着全球经济的发展和能源需求的增加，甲烷化催化剂行业正在迅速发展。本文将对甲烷化催化剂行业的市场现状进行分析。 一、市场规模 根据市场研究报告，甲烷化催化剂市场规模正不断扩大。预计2025年全球甲烷化催化剂市场规模将达到xxx亿美元。市场需求主要来自于石油和天然气开采行业，这是甲烷化催化剂的主要应用领域。 二、市场驱动因素 1. 能源需求增加：全球能源需求不断增加，特别是对天然气的需求增长明显。甲烷化反应是将天然气转化为更高价值的化学品，因此对甲烷化催化剂的需求也随之增加。 2. 石油和天然气开采技术改进：随着石油和天然气开采技术的不断改进，甲烷化反应的效率也在提高。这促使了甲烷化催化剂的市场需求增长。 3. 环境保护要求：甲烷是一种温室气体，对全球气候变化有很大影响。甲烷化催化剂可以将甲烷转化为更有用的化学品，从而减少甲烷的排放，符合环境保护要求。三、市场竞争格局 目前，甲烷化催化剂市场存在一些主要的竞争者。主要竞争者包括化工和能源公司，以及一些专业催化剂公司。

1. 化工和能源公司：一些大型化工和能源公司也在生产甲烷化催化剂，这些公司利用自己的资源和技术优势，在市场上占据一定的份额。 2. 专业催化剂公司：除了化工和能源公司，还有一些专业的催化剂公司专门从事甲烷化催化剂的研发和生产。这些公司通常具有先进的技术和专业的研发团队，可以提供更高品质的产品。 四、市场前景 甲烷化催化剂市场前景广阔。未来几年，全球能源需求将持续增长，特别是对天然气的需求。同时，环境保护意识的增强也将促使更多的甲烷转化为有用的化学品。 然而，市场竞争也将更加激烈。随着技术的不断进步，新的甲烷化催化剂可能会不断涌现。同时，一些国家和地区在催化剂研发和生产方面也将加强投入，提高自身的竞争力。 总之，甲烷化催化剂行业市场正处于快速发展阶段。市场规模不断扩大，市场驱动因素明显，竞争格局逐渐形成。预计未来几年，市场前景将更加广阔，同时市场竞争也将更加激烈。

Ni@C催化剂的制备及其用于CO2甲烷化反应性能研究

Ni@C催化剂的制备及其用于CO2甲烷化反应性能研究 Ni@C催化剂的制备及其用于CO2甲烷化反应性能研究 一、引言 随着全球对气候变化和能源危机的关注不断增加，寻找可持续的能源和降低二氧化碳（CO2）排放成为当今世界亟需解 决的重要问题之一。CO2甲烷化反应是一种有效的方法，可将CO2转化为有用的甲烷，从而实现CO2的利用和降低温室气体 排放。在这个过程中，催化剂的选择和性能对反应的效率和选择性起着关键作用。 二、制备Ni@C催化剂的方法 Ni@C催化剂的制备方法主要包括法1（化学还原法）和法2（高温煅烧法）。 在法1中，首先将硝酸镍和葡萄糖溶液混合，然后加入适量的氨水进行还原反应。随后，通过旋转蒸发的方法将溶液中多余的水分去除，最后在空气中干燥，得到Ni@C催化剂。 在法2中，将硝酸镍溶液和葡萄糖混合后，将溶液放置在常温下约12小时，然后加热至500℃，进行高温煅烧。煅烧 过程中，葡萄糖会分解生成一种含碳的均匀膜，将镍包裹其中，形成Ni@C催化剂。 三、CO2甲烷化反应性能研究 制备好的Ni@C催化剂用于CO2甲烷化反应的研究。实验 采用固定床反应器，在一定条件下进行反应。 首先，对不同反应温度下Ni@C催化剂的活性进行研究。 实验结果发现，在一定范围内，反应温度对甲烷生成的活性具有显著影响。当温度较低时，反应速率较慢；而当温度过高时，选择性下降。在Ni@C催化剂的较佳温度范围内，反应活性和

选择性均较高。 其次，研究不同反应压力下的CO2甲烷化反应性能。实验结果表明，较低的压力可以提高CO2与甲烷的接触概率，从而促进甲烷的生成。但是，当反应压力过高时，选择性下降。因此，在一定范围内选择适宜的反应压力对提高反应效率具有重要意义。 最后，考察催化剂用量对CO2甲烷化反应的影响。实验结果显示，催化剂用量的增加可以提高反应的转化率。但是，催化剂用量过多会导致甲烷的选择性下降。因此，在催化剂用量选择上需要平衡反应速率和选择性。 四、结论 本研究制备了Ni@C催化剂，并对其在CO2甲烷化反应中 的性能进行了研究。实验结果表明，制备的催化剂在一定温度、压力和催化剂用量条件下具有较高的CO2转化率和甲烷选择性。这为CO2的利用和降低温室气体排放提供了一种新的途径。然而，催化剂的制备方法和反应条件仍有待进一步优化，以提高反应的效率和选择性。通过持续的研究和探索，相信CO2甲烷化反应将在实际应用中发挥重要作用 综上所述，本研究制备的Ni@C催化剂在CO2甲烷化反应 中表现出较高的活性和选择性。温度、压力和催化剂用量对反应性能具有显著影响，适宜的条件下能够提高CO2转化率和甲烷选择性。然而，催化剂制备方法和反应条件仍有待进一步优化。通过持续的研究和探索，CO2甲烷化反应有望在实际应用 中发挥重要作用，实现CO2的有效利用和减少温室气体排放的目标

甲烷化合成催化剂

甲烷化合成催化剂 （实用版） 编制人：__________________ 审核人：__________________ 审批人：__________________ 编制单位：__________________ 编制时间：____年____月____日 序言 下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。文档下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用，谢谢! 并且，本店铺为大家提供各种类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，想了解不同资料格式和写法，敬请关注! Download tips: This document is carefully compiled by this editor. I hope that after you download it, it can help you solve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you! In addition, this shop provides you with various types of practical materials, such as educational essays, diary appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic

过渡应答法研究j105镍催化剂上的甲烷化反应机理

深度研究报告：J105镍催化剂上的甲烷化反应机理 1. 研究目标 本研究旨在深入探究J105镍催化剂上甲烷化反应的机理，通过实验和理论计算方法，揭示催化剂的活性位点、反应中间体和反应路径等关键信息，为甲烷化反应的优化和催化剂的设计提供理论依据。 2. 研究方法 2.1 实验方法 采用以下实验方法来研究J105镍催化剂上的甲烷化反应机理： 1.催化剂制备：采用浸渍法制备J105镍催化剂，控制催化剂的活性组分和负 载量。 2.催化剂表征：使用X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）和X射线光 电子能谱（XPS）等技术，对催化剂的晶体结构、形貌和表面组成进行表征。 3.反应装置：搭建甲烷化反应的微型固定床反应装置，通过控制反应温度、压 力和甲烷与催化剂的进料比例等条件，进行反应性能测试。 4.反应产物分析：采用气相色谱-质谱联用仪（GC-MS）等技术，对反应产物进 行定性和定量分析。 2.2 理论计算方法 在实验结果的基础上，采用以下理论计算方法来进一步研究甲烷化反应的机理：1.密度泛函理论（DFT）计算：使用DFT方法计算催化剂表面的活性位点结构 和吸附能，以确定反应发生的可能位置。 2.反应路径搜索：通过搜索反应过渡态和中间体的方法，确定甲烷分子在催化 剂表面上的吸附和反应路径。 3.动力学模拟：基于反应路径和活化能的计算结果，建立甲烷化反应的动力学 模型，预测反应速率和选择性。 3. 研究发现 3.1 催化剂表征结果 通过XRD、TEM和XPS等表征技术，发现J105镍催化剂具有高度分散的纳米颗粒，表面存在丰富的氧化镍物种，并且具有良好的晶体结构和形貌。

3.2 反应性能测试结果 在甲烷化反应性能测试中，发现J105镍催化剂表现出较高的活性和选择性。随着 反应温度的升高和甲烷进料比例的增加，甲烷转化率和乙烷选择性逐渐提高。 3.3 理论计算结果 基于DFT计算的结果显示，J105镍催化剂表面的镍原子是主要的活性位点，甲烷 分子倾向于以较强的吸附能吸附在镍原子上。通过反应路径搜索，发现甲烷分子在催化剂表面上经历了一系列的氢化、脱氢和重排反应，最终生成乙烷和乙烯等产物。 4. 结论 通过深入研究J105镍催化剂上的甲烷化反应机理，我们得出以下结论： 1.J105镍催化剂表面的镍原子是主要的活性位点，能够有效吸附甲烷分子。 2.甲烷化反应经历了一系列的氢化、脱氢和重排反应，生成乙烷和乙烯等产物。 3.反应温度和甲烷进料比例对甲烷化反应的活性和选择性有重要影响，可以通 过调节反应条件来优化反应性能。 综上所述，本研究对J105镍催化剂上的甲烷化反应机理进行了深入的研究，并取 得了重要的实验和理论计算结果。这些结果对于甲烷化反应的优化和催化剂设计具有重要的指导意义，也为进一步探索甲烷催化转化的机理提供了一定的参考。

催化剂常规分类

催化剂分类 一、化肥催化剂(Catalysts for fertilizer manufacture) 一)脱毒剂(Purification agent) 1.活性炭脱硫剂(Active carbon desulfurizer) 2.加氢转化脱硫催化剂(Hydrodesulfurization Catalyst ) 3.氧化锌脱硫剂(Zinc oxide sulfur absorbent ) 4.脱氯剂(Dechlorinate agent ) 5.转化吸收脱硫剂(Converted-absoubed desulfurizer ) a.氧化铁脱硫剂(Iron ozide desulfurizer) b.铁锰脱硫剂(Iron -Nanganese oxide desulfurizer) c.羰基硫水解催化剂(Carbonyl Sulfide hydrolysis ) 6.脱氧剂(Deoxidezer ) 7.脱砷剂(Hydrodearsenic Catalyst) 二)转化催化剂(Reforming Catalyst) 1.天然气一段转化催化剂(Nature gas primary reforming catalyst) 2.二段转化催化剂(Secondary reforming catalyst) 3.炼厂气转化催化剂(Refinery gas steam reforming catalyst)

4.轻油转化催化剂(Naphtha steam reforming catalyst) 三)变换催化剂(CO shift catalyst) 1.中温变换催化剂(High temperature CO shift catalyst) 2.低温变换催化剂(Low temperature CO shift catalyst) 3.宽温耐硫变换催化剂(Sulfur tolerant shift catalyst ) 四)甲烷化催化剂(Methanation catalyst) 1.甲烷化催化剂(Methanation Catalyst) 2.城市煤气甲烷化催化剂(Town gas methanation Catalyst) 五)氨合成催化剂(Ammonia synthesis Catayst ) 1.氨合成催化剂(Ammonia synthesis catalyst) 2.低温氨合成催化剂(Low temperatuer ammonia synthesis catalyst) 3.氨分解催化剂(Ammonia decomposition catalyst) 六)甲醇催化剂(Methanol Catalyst) 1.高压甲醇合成催化剂(High pressure methanol synthesis catalyst) 2.联醇催化剂(Combined methanol synthesis catalyst) 3.低压甲醇合成催化剂(Low pressure methanol synthesis catalyst) 4.燃料甲醇合成催化剂(Fuel methanol synthesis catalyst)

催化剂性能评价实验-二氧化碳甲烷化实验

一、实验目的 1、熟练掌握浸渍法制备固体催化剂并了解常用催化剂制备方法； 2、掌握催化剂活性评价方法及其数据处理方法； 3、熟悉热导气相色谱仪的使用及熟练读出谱图； 4、能熟练使用流量计、控温仪等控制调节反应参数； 5、能了解流程内各装置的相应作用并能进行如气密性检查、流量计校正等 前期工作。 二、实验原理 合成氨工业，对于世界农业生产的发展，乃至对于整个人类文明的进步，都是具有重大历史意义的事件。氨是世界上最大的工业合成化学品之一，主要用作肥料。1990年，世界氮肥的消耗量是8030万吨（以氨计），而世界合成氨装置的生产能力已达1.2亿吨，同年，世界主要氮肥品种的尿素产量为8980万吨。同年，世界合成氨生产能力的分布，35.4%集中在亚洲，居各洲之首。其中中国是第一大氮肥生产和消费国。 2.1 原理 在合成氨和制氢过程中，甲烷化工序的任务是除去经变换和脱碳后气体中的残余的CO和CO2，得到合格的氢氮气送入合成工序﹑得到高纯度氢作为加氢或其他工序用。甲烷化过程是既方便又有效﹑经济的气体净化方法，在现代氨厂和制氢广泛采用这一工艺。 催化脱除CO﹑CO2涉及到的反应有： CO2+4H2 = CH4+2H2O ΔH2980=-165.08 kJ/mol CO2+H2 =CO+H2O CO+3H2 = CH4+H2O ΔH2980=-206.16 kJ/mol 早期的甲烷化工作大部分局限在一氧化碳的甲烷化，但发现对此反应有活性的催化剂也能催化二氧化碳加氢的反应。起初实验室工作主要使用镍做催化剂。对碳的氧化物的甲烷化已经证实了镍催化剂比铁催化剂更活泼，而且有更好的活性，并消除了积碳和生成烃的问题。大多数的工业甲烷化催化剂含有作为活性相的镍，载在氧化铝等惰性物质上。某些配方含氧化镁或三氧化二铬作为促进剂或稳定剂。