收藏本站
《浙江大学》 2005年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

流化床甲烷临氧CO_2重整制合成气镍系催化剂研究

井强山  
【摘要】:甲烷等低碳烷烃的催化转化制合成气是目前比较有应用前景的利用途径之一。甲烷临氧CO_2重整制合成气反应是一个绿色工艺过程,不仅为天然气的合理利用及缓解温室气体排放提供了有效的解决途径,而且可以利用甲烷氧化反应所产生的热量以供给重整反应过程,实现了部分自热重整过程。流化床甲烷临氧CO_2重整工艺不仅克服了传统固定床甲烷部分氧化反应中的催化剂床层过热和活性组分烧结问题,同时,由于氧气的加入,有效地避免了单纯甲烷二氧化碳重整反应过程中的积碳问题。通过改变原料气的配比,可以调节产物中的H_2/CO比以适应不同后续工艺的需要。本文采用适合流化床工艺的高耐磨强度的工业微球硅胶作载体,镍为主要活性组分,着重开展了流化床甲烷临氧CO_2重整制合成气催化剂体系及反应工艺研究,得到的主要结果如下: 采用碱土金属氧化物改性SiO_2负载镍活性组分制备出复合氧化物催化剂,在流化床甲烷临氧CO_2重整制合成气反应过程中,甲烷的转化率接近热力学平衡值,得到相对较低的合成气氢碳比率。对反应前后的催化剂进行了H_2-TPR、XRD、CO_2-TPD及TEM表征。结果表明,CaO、BaO及SrO先于镍负载制备的改性催化剂具有很好的催化活性及稳定性。活性组分镍物种与载体之间的相互作用增强,还原后的镍物种在催化剂表面高度分散,保持了良好的热稳定性及抗积碳性能。 得到具有工业应用前景的5Ni/10MgO-SiO_2催化剂。微球硅胶表面上NiO与MgO形成了NiO-MgO固溶体。预还原时少量的氧化镍被还原为镍原子从固溶体中析出,镍物种在催化剂表面被固溶体所分散和稳定。通过未还原催化剂的升温-降温实验和CH_4/CO_2-TPSR-MS研究证明:由于贵金属的氢溢流作用,少量贵金属Pt、Pd引入Ni/MgO-SiO_2后能够促进氧化镍的还原,催化剂在流化床反应器中返混时可以迅速实现价态转换,提高了催化活性。 采用CeO_2/ZrO_2对SiO_2载体进行表面修饰,再负载镍,制备了Ni/(CeO_2)ZrO_2-SiO_2催化剂,在流化床甲烷CO_2重整制合成气反应中具有良好的反应活性与稳定性。未经还原催化剂的升温-降温实验及H_2-TPR研究表明,CeO_2-ZrO_2助剂的添加改善了Ni/SiO_2催化剂的还原性能。具有中等还原强度的
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TE665.3

【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 张安杰;Ni基催化剂上甲烷二氧化碳重整制合成气的研究[D];大连理工大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 阳绪东;Ni/γ-Al_2O_3整体式催化剂上甲烷三重整反应特性研究[D];重庆大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张兆斌,余长春,沈师孔;甲烷部分氧化制合成气的La_2O_3助Ni/MgAl_2O_4催化剂[J];催化学报;2000年01期
2 许峥,张鎏,张继炎,张军社;超细镍基催化剂上CH_4-CO_2重整反应的性能Ⅰ.制备方法对催化剂结构和还原性能的影响[J];催化学报;2000年03期
3 许峥,张鎏,张继炎,赵金保;超细镍基催化剂上CH_4-CO_2重整反应的性能Ⅱ.制备方法对催化性能和抗积碳性能的影响[J];催化学报;2000年04期
4 余林,袁书华,田久英,王升,储伟;甲烷部分氧化制合成气载体及助剂对Ni系催化剂活性的影响[J];催化学报;2001年04期
5 史克英,徐恒泳,张桂玲,王玉忠,徐国林,韦永德;天然气-二氧化碳-水蒸气-氧转化制合成气的研究——稀土助剂的作用[J];催化学报;2002年01期
6 路勇,余长春,丁雪加,沈师孔,邓存,福建宁德师专化学系;负载型镍金属催化剂上甲烷与二氧化碳重整制合成气[J];催化学报;1996年03期
7 许峥,李玉敏,张继炎,张鎏,何菲;甲烷二氧化碳重整制合成气的镍基催化剂性能 Ⅱ.碱性助剂的作用[J];催化学报;1997年05期
8 ;微波辐照引发甲烷部分氧化制合成气 Ⅱ.Ni/La_2O_3,Ni/ZrO_2,Co/La_2O_3和Co/ZrO_2的催化性能[J];催化学报;1999年01期
9 徐占林,毕颖丽,甄开吉;β-氧化铝型六铝酸盐BaNiAl_(11)O_(19-δ)催化甲烷CO_2重整制合成气[J];分子催化;1999年06期
10 纪敏,周美娟,毕颖丽,甄开吉,吴越;Ni/γ-Al_2O_3,Ni/MgO,Ni/SiO_2催化剂上甲烷与二氧化碳重整反应的研究[J];分子催化;1997年01期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王淑英;马淮凌;;二氧化碳资源化研究进展[J];安徽教育学院学报;2005年06期
2 叶青,郭中信,陈永宝,周志清,徐恒泳,徐国林;天然气、CO_2重整催化反应的研究(Ⅱ)──积炭的防止[J];北京工业大学学报;1999年04期
3 陈虎魁;陈立宇;张秀成;孙荣华;;苯酚加氢胺化合成环己胺的工艺研究[J];宝鸡文理学院学报(自然科学版);2010年04期
4 谭明侠;谢建川;周峡;;新型预还原苯加氢催化剂的研制[J];川化;2006年01期
5 王亚权;Ni整体型催化剂大空速甲烷自热氧化制合成气[J];催化学报;1999年02期
6 徐占林,毕颖丽,甄开吉;CO_2重整甲烷制合成气催化剂六铝酸盐LaNi_yAl_(12-y)O_(19-δ)的研究[J];催化学报;2000年02期
7 许峥,张鎏,张继炎,赵金保;超细镍基催化剂上CH_4-CO_2重整反应的性能Ⅱ.制备方法对催化性能和抗积碳性能的影响[J];催化学报;2000年04期
8 徐兴祥,张劲松,杨永进,徐志军,扬振明;微波辐照下泡沫陶瓷担载镍催化剂上CH_4/CO_2 重整制合成气反应[J];催化学报;2000年06期
9 黄传敬,郑小明,费金华;用不同前驱体制备的Co/SiO_2催化剂的结构及其CO_2/CH_4重整反应性能[J];催化学报;2001年02期
10 余林,袁书华,田久英,王升,储伟;甲烷部分氧化制合成气载体及助剂对Ni系催化剂活性的影响[J];催化学报;2001年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 徐文媛;龙威;杜瑞焕;李敏;孙世俊;;镍基上CH_4-CO_2重整中[OH]与[O]催化的量化研究[A];第十八届全国稀土催化学术会议论文集[C];2011年
2 李桂英;鲁大学;董淑娟;苑同锁;胡常伟;;利用二氧化碳作氧化剂催化氧化C1-C2烃的研究新进展[A];二氧化碳减排控制技术与资源化利用研讨会论文集[C];2009年
3 邹汉波;陈胜洲;赵朝晖;林维明;;甲烷三重整反应用镍系催化剂的研究[A];低碳技术与材料产业发展研讨会论文集[C];2010年
4 宋永吉;董留涛;李翠清;王虹;任晓光;;共沉淀法制备六铝酸盐及其N_2O催化分解性能[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第7分册)[C];2010年
5 谭明侠;谢建川;周峡;赵芳艳;;新型预还原苯加氢催化剂的研制[A];第三届全国工业催化技术及应用年会论文集[C];2006年
6 胡瑞生;常桂英;孙艳;牛建中;高玲;;制备方法对Mg-Cr-O催化剂结构与性能的影响[A];第四届全国工业催化技术及应用年会论文集[C];2007年
7 任世彪;张萍;水恒福;雷智平;王知彩;康士刚;沈正金;;有机硫聚合物处理对Ni/γ-Al_2O_3催化剂萘加氢性能的影响[A];苏、鲁、皖、赣、冀五省金属学会第十五届焦化学术年会论文集(下册)[C];2010年
8 徐超;王兴军;胡贤辉;陈雪莉;王辅臣;;镍基催化剂在甲烷化过程中积碳的研究[A];上海市化学化工学会2010年度学术年会论文集[C];2010年
9 何素芳;吴红苗;徐羽展;莫流业;费金华;楼辉;郑小明;;甲烷二氧化碳氧化重整制合成气Ni/SiO_2基催化剂的研究[A];第十一届全国青年催化学术会议论文集(上)[C];2007年
10 张诺伟;黄传敬;高晓晓;翁维正;万惠霖;;甲烷部分氧化制合成气Co/MgO/HZSM-5催化剂的研究[A];第十一届全国青年催化学术会议论文集(上)[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张勇;纳米碳纤维的批量制备技术与装置研究[D];湖南大学;2010年
2 陈琳;低温等离子体催化氧化甲烷合成甲醇的应用基础研究[D];浙江大学;2010年
3 魏永刚;晶格氧部分氧化甲烷制取合成气的基础研究[D];昆明理工大学;2008年
4 高静;流化床中甲烷临氧自然重整的镍基催化剂及反应机理研究(附:甘油选择性催化氧化初探)[D];浙江大学;2009年
5 左志军;浆态相催化剂的直接制备及其浆态相催化反应中的溶剂效应及TiO_2相变规律的理论研究[D];太原理工大学;2011年
6 李菁;掺杂六铝酸盐催化剂上甲烷二氧化碳重整反应研究[D];吉林大学;2011年
7 张安杰;Ni基催化剂上甲烷二氧化碳重整制合成气的研究[D];大连理工大学;2011年
8 杨志彬;透氧膜反应器焦炉煤气重整制氢催化剂研究[D];上海大学;2011年
9 冯秋菊;离子液体中以二氧化碳为原料电化学方法合成有机碳酸酯的研究[D];中南大学;2011年
10 钱林平;铑基催化剂上甲烷二氧化碳重整反应的研究[D];复旦大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 徐长松;燃气轮机化学回热循环燃料转化技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 刘文燕;煤气甲烷化催化剂的研究[D];华东理工大学;2011年
3 胡贤辉;合成气制天然气镍基催化剂的研究[D];华东理工大学;2011年
4 钟犁;滑动弧放电等离子体重整甲烷制氢的研究[D];浙江大学;2010年
5 蒋明;改性活性炭吸附净化低浓度HCN废气的研究[D];昆明理工大学;2009年
6 柏杨巍;低温微氧条件下AsH_3气体吸附净化研究[D];昆明理工大学;2010年
7 孔祥鹏;苯催化加氢制备环已烷工艺及催化剂改性研究[D];太原理工大学;2011年
8 丁方园;CO_2在La_2O_3(001)表面的解离[D];太原理工大学;2011年
9 李彦军;炭基催化体系下CH_4-CO_2重整反应活性的研究[D];西北大学;2011年
10 杨翠花;镍基纳米非晶态合金催化剂的制备及表面性质调控[D];河北科技大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 许峥,张鎏,张继炎,张军社;超细镍基催化剂上CH_4-CO_2重整反应的性能Ⅰ.制备方法对催化剂结构和还原性能的影响[J];催化学报;2000年03期
2 姜洪涛;李会泉;张懿;;载体对Ni基催化剂催化甲烷三重整反应性能的影响[J];催化学报;2007年03期
3 ;THE RELATIONS BETWEEN CARBON SPECIES AND PERFORMANCE OF Ni CATALYSTS FOR POM[J];催化学报;1999年04期
4 余长春,丁雪加,沈师孔;CO_2与CH_4催化反应合成气研究[J];分子催化;1993年02期
5 华金铭;郑起;魏可镁;林性贻;;酸蚀预处理对蜂窝状堇青石及其不同方法涂敷氧化铝涂层的影响[J];分子催化;2006年06期
6 史克英,徐恒泳,范业梅,商永臣,徐国林;天然气和二氧化碳转化制合成气的研究 Ⅴ.甲烷脱氢积炭反应特征[J];分子催化;1996年01期
7 张益群,余立挺,马建新;构件化催化剂的研究现状与应用[J];工业催化;2003年01期
8 张鲁湘;张永春;陈绍云;;CO_2加氢制甲醇、二甲醚的研究进展[J];化工进展;2010年06期
9 孙艳朋;聂勇;袁计;吴昂山;沈建良;姬登祥;于凤文;计建炳;;等离子体技术在甲烷二氧化碳重整制合成气反应中的应用[J];化工进展;2010年S1期
10 刘昌俊,许根慧;一碳化工产品及其发展方向[J];化工学报;2003年04期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 郭建军;复合氧化物负载的镍基催化剂上甲烷二氧化碳重整反应及其机理研究[D];浙江大学;2005年
2 郭建忠;镍基催化剂上甲烷临氧二氧化碳重整制合成气及其反应机理的研究[D];浙江大学;2008年
3 赵宇含;非平衡等离子体转化甲烷的研究[D];中国科学技术大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 王建梅;堇青石载体的改性处理及整体式钌/堇青石氨合成催化剂的研究[D];福州大学;2006年
【二级引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 李龙之;微波辐照下生物质热解气定向转化合成气研究[D];山东大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 吴大新,朱卉,郭慎独;稀土氧化物对镍的分散作用及镍催化剂的甲烷化活性[J];催化学报;1987年02期
2 黄星亮,时其昌,张鎏;轻油水蒸汽转化镍催化剂中助剂氧化镁的作用[J];催化学报;1987年04期
3 刘光明,邱发礼,郭慎独;重稀土助剂改善甲烷水蒸汽转化催化剂抗析炭性能的机理研究[J];催化学报;1990年01期
4 张涛,臧璟龄,胡爱华,林励吾;锂对于γ-Al_2O_3表面酸中心的调变作用及其积炭性能的影响[J];催化学报;1990年05期
5 胡泽善,张量渠,郭慎独;La_2O_3对天然气蒸汽转化Ni/α-Al_2O_3催化剂性能的影响[J];催化学报;1992年02期
6 张兆斌,余长春,沈师孔;甲烷部分氧化制合成气的La_2O_3助Ni/MgAl_2O_4催化剂[J];催化学报;2000年01期
7 许峥,张鎏,张继炎,张军社;超细镍基催化剂上CH_4-CO_2重整反应的性能Ⅰ.制备方法对催化剂结构和还原性能的影响[J];催化学报;2000年03期
8 索掌怀,徐秀峰,马华宪,安立敦;制备方法对Ni/MgO/Al_2O_3在甲烷与二氧化碳重整反应中催化性能的影响[J];催化学报;2000年05期
9 季亚英,李文钊,徐恒泳,陈燕馨,于春英,于丰云;不同前驱物对Ni催化剂上甲烷部分氧化制合成气反应的影响[J];催化学报;2000年05期
10 季亚英,李文钊,徐恒泳,陈燕馨;流化床反应器中Ni/γ-Al_2O_3催化剂上甲烷部分氧化制合成气[J];催化学报;2000年06期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 黄祥玉 ,冯光照;用核辐射固定氮的生产[J];化学世界;1966年03期
2 沈梅城;;回收氩以提高制氨的经济性[J];化工设计通讯;1981年01期
3 ;国外动态[J];石油化工;1986年11期
4 陈守堂;;合成气代替电解水氢气生产双氧水成功[J];化学工程师;1988年03期
5 白尚荣;李桂莲;;烟煤直接气化制合成气可行性试验[J];山西化工;1991年01期
6 黄克权;合成气制二甲醚替代联醇和碳铵[J];煤炭转化;1993年02期
7 曹立新,陈燕馨,李文钊;Ni系列催化剂上甲烷直接氧化制合成气[J];分子催化;1994年05期
8 宋一兵,赵修华,纪红兵,林维明;CH_4、CO_2与O_2催化氧化重整制合成气的研究——催化剂中CeO_2的作用及影响[J];天然气化工(C1化学与化工);1998年04期
9 姬涛,林维明;CH_4、CO_2与O_2制合成气的研究 Ⅱ工艺条件的影响[J];天然气化工(C1化学与化工);1998年04期
10 ;蒸汽重整催化剂[J];化工文摘;2000年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李文钊;;天然气转化的21世纪展望[A];面向21世纪的科技进步与社会经济发展(上册)[C];1999年
2 孙道安;季生福;郎宝;;模拟生物沼气制合成气催化反应工艺的研究[A];第七届全国催化剂制备科学与技术研讨会论文集[C];2009年
3 刘瑞艳;张诺伟;黄传敬;翁维正;万惠霖;;甲烷部分氧化制合成气介孔Co-Al_2O_3催化剂的研究[A];中国化学会第27届学术年会第11分会场摘要集[C];2010年
4 张诺伟;黄传敬;高晓晓;翁维正;万惠霖;;甲烷部分氧化制合成气Co/MgO/HZSM-5催化剂的研究[A];第十一届全国青年催化学术会议论文集(上)[C];2007年
5 宋月芹;贺德华;;Ni/ZrO_2催化剂上甲烷部分氧化制合成气的研究[A];第六届全国环境催化与环境材料学术会议论文集[C];2009年
6 杨燕;;甲烷蒸汽二氧化碳转化制甲醇合成气催化剂的评选研究[A];四川省环境科学学会2003年学术年会论文集[C];2003年
7 胡林华;季生福;石永刚;聂平英;马娜;;SBA-15、SBA-16介孔分子筛孔中组装碳化钨的研究[A];第十三届全国催化学术会议论文集[C];2006年
8 刘忠文;;合成气一步法高选择性生产异构烷烃的研究[A];第十三届全国催化学术会议论文集[C];2006年
9 高晓晓;黄传敬;张诺伟;翁维正;万惠霖;;Ca调变的Co/Al_2O_3催化剂上甲烷部分氧化制合成气[A];第十三届全国催化学术会议论文集[C];2006年
10 宋月芹;贺德华;;改进的溶胶-凝胶法制备的Ni/Al_2O_3催化剂上甲烷部分氧化制合成气的研究[A];第十三届全国催化学术会议论文集[C];2006年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 杨原 戎起;德国南方化学开拓中国催化剂新业务[N];中国石化报;2002年
2 特约记者 王若群 陈保国;气化与热解煤气共制合成气项目启动[N];中国化工报;2005年
3 记者杨文斌;烟粉煤能直接气化制合成气[N];科技日报;2002年
4 记者 李晓岩;合成气新技术实现工业应用[N];中国化工报;2010年
5 王孝弟;煤基多元料浆制合成气增产减污[N];中国化工报;2008年
6 ;水煤浆加压气化制合成气[N];中国环境报;2003年
7 凌锋;全球最大单套合成气深冷分离装置开车成功[N];中国石化报;2010年
8 石华信;天然气合成油工业势头强劲[N];中国石化报;2005年
9 本报记者  范思立;壳牌煤气化技术中国落地洁净煤应用提速?[N];中国经济时报;2006年
10 毛黎;制造生物柴油新技术[N];中国石油报;2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 郭培卿;双旋流合成气非预混燃烧特性的实验研究与数值模拟[D];上海交通大学;2011年
2 冉然;烷烃催化转化制氢气/合成气的研究[D];中国科学院研究生院(大连化学物理研究所);2003年
3 贾美林;甲烷空气部分氧化/二甲醚合成集成工艺的研究[D];中国科学院研究生院(大连化学物理研究所);2002年
4 井强山;流化床甲烷临氧CO_2重整制合成气镍系催化剂研究[D];浙江大学;2005年
5 姬涛;甲烷、二氧化碳和氧气催化氧化重整制合成气镍基催化剂的研究[D];华南理工大学;2001年
6 房爱兵;燃气轮机合成气燃烧室燃烧稳定性的实验研究[D];中国科学院研究生院(工程热物理研究所);2007年
7 何代平;二氧化锆基催化剂上合成低碳醇和酮的研究[D];中国科学院研究生院(大连化学物理研究所);2004年
8 王翀;合成气直接制取低碳烯烃催化剂的研究[D];中国科学院研究生院(大连化学物理研究所);2006年
9 成功;生物质催化气化定向制备合成气过程与机理研究[D];华中科技大学;2012年
10 祝星;化学链蒸汽重整制氢与合成气的基础研究[D];昆明理工大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘博;合成气一步法合成二甲醚的催化研究[D];郑州大学;2005年
2 张华伟;煤半焦在焦炉煤气转化制备合成气中的作用[D];太原理工大学;2005年
3 张诺伟;甲烷部分氧化制合成气Co/Mg/HZSM-5催化剂的研究[D];厦门大学;2009年
4 何凤仙;Cu-Mn基直接合成二甲醚催化剂的优化及动力学研究[D];浙江大学;2006年
5 杨燕;甲烷蒸汽补碳转化制甲醇合成气催化剂的研究[D];四川大学;2003年
6 佟玲;合成气一步法制备二甲醚催化剂及工艺的研究[D];辽宁工学院;2007年
7 栾海涛;合成气直接制二甲醚的研究[D];大庆石油学院;2009年
8 衷小琴;气—液—固三相床一步法合成二甲醚[D];昆明理工大学;2005年
9 王嵩林;粉末模压法镍催化剂制备及其在甲烷部分氧化制合成气反应的应用[D];天津大学;2005年
10 贾洪义;合成氨装置采用抽气法生产氢气和丁醇合成气项目的研究[D];华东理工大学;2011年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026