论文部分内容阅读
煤制天然气是煤炭资源制备高附加产品的有效途径之一,而合成气甲烷化是煤制天然气的核心环节。目前的工艺技术为了节约成本,多采用高温高压反应,该条件下催化剂容易烧结和积碳。为了实现工业化,要求催化剂具有稳定性的同时,拥有抗烧结和抗积碳的性质。本文考察了改性的Ni催化剂上合成气甲烷化的催化性能,并对催化剂进行了稳定性测试。催化剂的活性测试在固定床反应器中进行,反应条件T=200650 oC,P=1.5 MPa（表压）,GHSV=10000 h-1,H2/CO=3。采用N2吸附脱附、X射线衍射（XRD）、H2程序升温还原（H2-TPR）、热重分析（TG）等对催化剂进行了表征分析。主要研究内容及成果如下:1.在不同TiO2含量的催化剂Ni/TiO2-Al2O3（Ni/xTA）上,对其进行活性评价。催化性能随TiO2含量的增加增强;当TiO2含量的为20 wt%时,催化剂在200°C-650°C时表现出了较好的CO转化率和较高甲烷收率。同时,对催化剂Ni/Al2O3和Ni/20TA分别在不同温度下进行焙烧,考察焙烧温度对催化剂性能的影响。催化剂活性随焙烧温度升高而降低。表征结果发现,高温下NiO与载体Al2O3生成较多的镍铝尖晶石,其在催化中难以被还原,会导致催化剂活性降低。2.对催化剂Ni/20TA和Ni/Al2O3进行稳定性测试。结果发现,100 h稳定性测试中催化剂活性都有所下降,但是,Ni/Al2O3催化剂下降明显,Ni/20TA催化剂相对稳定。TG结果表明,Ni/20TA具有比较好的抗积碳性能。3.采用共浸渍法制备了含有不同类型助剂（La2O3,MoO3,CoO）的催化剂M-Ni/TiO2-Al2O3,并对不同助剂含量的催化剂进行了活性评价,结果发现三种助剂的加入提高了催化剂的CO转化率,其中La2O3和MoO3助剂对催化剂性能的提高比较明显。对Ni/20TA和4Mo-Ni/20TA催化剂进行了100 h反应稳定性的比较,结果表明催化剂4Mo-Ni/20TA的稳定性很好。表征结果显示,MoO3助剂的加入提高了催化剂的抗积碳性能和抗烧结性能,从而在稳定性测试中表现更好。