在含硫合成氣基礎上,本文分別以工業(yè)鎳基甲烷化催化劑、鉬基耐硫甲烷化催化劑為研究對象,利用TG、BET、TPR、XRD等表征技術及相關評價方法考察催化劑性能。鎳基催化劑主要失活原因為硫中毒,通過添加助劑來提高鎳基甲烷化催化劑的耐硫性能;鉬基催化劑耐硫性能好但活性差,通過添加助劑提高鉬基催化劑的甲烷化活性。同時考察了反應溫度、空速、氫碳比、H2S濃度等工藝條件對鉬基耐硫甲烷化催化劑活性的影響。實驗結果表明,鉬助劑添加與鎳基催化劑形成MoNi4,提高催化劑的抗硫性能。催化劑采用分步浸漬法制備,隨著焙燒溫度的升高,催化劑的強度增大。較低的還原溫度有利于MoNi4合金的生成,MoNi4合金含量越高越有利于催化劑抗硫性能的增強。實驗450℃下還原的催化劑MoNi4合金量生成量最多。添加鈷助劑后,催化劑在300℃下焙燒,400℃還原會有活性組分CoO_的生成,提高催化劑的耐硫性能。在Mo基催化劑中添加CoO_會有CoMoO_4團聚物的生成,CoMoO_4團聚物會抑制催化劑的甲烷化活性。因CoMoO_4團聚物的生成,導致催化劑MoO_3/Al2O_3的比表面積下降,其中的一些小孔徑會被CoMoO_4團聚物堵塞,致使平均孔徑變大,孔體積也有減小趨勢。Al2O_3中添加CeO_2后,相對單獨載體Al2O_3的比表面積是減小的,孔徑變化不大,孔體積減小;相對CeO_2載體的比表面積是增大的,孔體積減小,孔徑基本沒有變化;對載體強度也沒很大影響;隨著載體中CeO_2含量的增加,晶粒度增大。甲烷化活性提高。在研究范圍內(nèi),隨著復合載體上負載MoO_3量的增加,CO_轉化率變大,甲烷選擇性增加,本實驗選擇MoO_3的負載量為25%。MoO_3/Al2O_3-CeO_2催化劑上工藝條件對甲烷化反應活性的影響為:升高溫度、提高H2/CO_比以及H2S濃度均有利于催化劑甲烷化活性的提高,加大空速不利于CO_轉化率的提高。
【學位單位】：河北工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2015
【中圖分類】：O643.36;TE665.3
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 文獻綜述
    1.1 概述
        1.1.1 天然氣簡介
        1.1.2 天然氣發(fā)展趨勢
    1.2 甲烷化催化劑
        1.2.1 活性組分
        1.2.2 載體
        1.2.3 助劑
            1.2.3.1 堿金屬和堿土金屬
            1.2.3.2 稀土金屬
            1.2.3.3 過渡金屬
        1.2.4 催化劑的失活
            1.2.4.1 中毒失活
            1.2.4.2 燒結失活
            1.2.4.3 積碳失活
    1.3 甲烷合成機理
    1.4 國內(nèi)外現(xiàn)狀
    1.5 論文研究內(nèi)容與意義
第二章 實驗部分
    2.1 實驗原料
    2.2 實驗儀器
    2.3 催化劑表征方法
        2.3.1 比表面積（BET）
        2.3.2 粉末X射線衍射（XRD）
        2.3.3 熱重差熱（TG-DSC）分析
        2.3.4 程序升溫還原（TPR）
    2.4 催化劑性能評價
    2.5 反應產(chǎn)物分析與結果計算
第三章 助劑添加對Ni基甲烷化催化劑性能影響
    3.1 鉬添加對Ni基甲烷化催化劑耐硫性能影響
        3.1.1 焙燒溫度的初步考察
        3.1.2 焙燒溫度對催化劑晶形的影響
        3.1.3 焙燒溫度對催化劑比表面、孔容、孔徑的影響
        3.1.4 TPR分析
        3.1.5 還原溫度對催化劑晶形的影響
        3.1.6 MoNi4合金對催化劑耐硫性能的影響
    3.2 Co助劑添加對Ni基甲烷化催化劑性能的影響
        3.2.1 焙燒溫度的初步考察
        3.2.2 焙燒溫度對催化劑晶形的影響
        3.2.3 焙燒溫度對催化劑比表面、孔容、孔徑的影響
        3.2.4 TPR分析
        3.2.5 還原溫度對催化劑晶形的影響
        3.2.6 催化劑耐硫性能測定
    3.3 小結
第四章 助劑添加對鉬基耐硫甲烷化催化劑活性的影響
3/Al2O₃催化劑性能影響'>    4.1 Co助劑添加對MoO₃/Al2O₃催化劑性能影響
2O₃上Mo負載量對甲烷化的影響'>        4.1.1 載體Al₂O₃上Mo負載量對甲烷化的影響
3/Al₂O₃催化劑甲烷化性能影響'>        4.1.2 Co助劑添加對MoO₃/Al₂O₃催化劑甲烷化性能影響
        4.1.3 BET表面分析
        4.1.4 XRD圖譜
3催化劑性能影響'>    4.2 Ce助載體添加對Co-Mo/Al2O₃催化劑性能影響
2-Al₂O₃載體制備'>        4.2.1 CeO₂-Al₂O₃載體制備
            4.2.1.1 BET表面分析
2含量對載體強度的影響'>            4.2.1.2 CeO₂含量對載體強度的影響
            4.2.1.3 不同載體的XRD
            4.2.1.4 不同載體的TPR
3催化劑甲烷化性能影響'>        4.2.2 Ce助載體添加對Co-Mo/Al2O₃催化劑甲烷化性能影響
        4.2.3 XRD分析
    4.3 不同工藝條件下耐硫甲烷化催化劑的活性研究
        4.3.1 反應溫度的影響
        4.3.2 空速的影響
        4.3.3 氫碳比的影響
2S濃度的影響'>        4.3.4 H₂S濃度的影響
    4.4 小結
第五章 結論
參考文獻
致謝
研究生期間取得的成果

【參考文獻】

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本文編號：2862025