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丙烷催化燃烧催化剂的研究和油井套管气红外加热器的研制

汪媛  
【摘要】:油井套管气的利用是油田开采、急需解决的难题之一。催化燃烧作为一种高效、节能、环保的燃烧技术,可以使这一问题得到解决。 虽然催化燃烧在以天然气为燃料的系统中有着较为广泛的应用,但是有关套管气方面的应用却几乎没有,其原因在于套管气的成分比较复杂,甚至还有较高含量的对催化剂有毒化作用的H_2S 气体存在。 本文首先通过采用丙烷为模拟气进行实验室催化剂的筛选,系统考察了Pt/Al_2O_3催化剂制备因素和反应条件变化对其活性的影响,并运用BET、TPR、H2 吸附等技术对催化剂进行表征。发现Pt 含量的提高、Al_2O_3 载体孔径的增大、适当的焙烧温度等都有利于催化剂活性的提高,同时还发现还原的预处理对催化剂活性并没有提高作用,而助剂Sn 的添加则提高了Pt 催化剂的稳定性。 其次,催化剂床的制备是红外加热器研制的关键,我们在Pt 与Pt-Sn催化剂丙烷氧化反应研究基础上,选用陶瓷纤维,采用喷涂技术制备了活性高、性能稳定、寿命长的加热器催化剂床,并完成了高效红外加热器的整体组装。结果表明:燃气能在较宽的范围下进行催化燃烧,具有高的热效率。在油田应用中性能达到国外同类产品的水平,对于套管气的有效利用以及环境保护具有重要意义。


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