【摘要】：在化石能源日益枯竭和環(huán)境污染日趨嚴(yán)重的今天,尋找綠色、清潔的替代能源迫在眉睫。利用生物質(zhì)能源,開發(fā)“綠色燃料”——低碳醇燃料是解決該問題的主要途徑之一。由生物質(zhì)制備合成氣用于合成低碳醇燃料在經(jīng)濟(jì)和技術(shù)方面都具有潛在的優(yōu)勢,有巨大的應(yīng)用前景。然而如何提高合成氣制低碳醇反應(yīng)活性、減少尾氣中CH4和C02的排放以及降低反應(yīng)過程中的能耗是未來合成氣制低碳醇反應(yīng)實(shí)現(xiàn)工業(yè)化需要解決的問題。因此合成具有高活性和高選擇性的合成氣制低碳醇催化劑就成為解決問題的首要因素。研究表明碳化鉬催化劑在合成氣制低碳醇反應(yīng)中具有較高的C2+OH選擇性,是一類非常有前景的催化劑。 本文制備了負(fù)載型碳化鉬催化劑,對其合成氣制低碳醇反應(yīng)的催化活性、尾氣中CH4和CO2的排放量進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。以具有三維籠狀結(jié)構(gòu)的介孔分子篩SBA-16為載體,通過等體積浸漬將活性組分負(fù)載到載體上,制備了一系列Ni-β-Mo2C-K/SBA-16催化劑。通過XRD、TEM及比表面積等測試手段,對催化劑物相、孔結(jié)構(gòu)和活性成分等進(jìn)行分析,重點(diǎn)討論載體、助劑與催化劑結(jié)構(gòu)、性能之間的關(guān)系,探討影響催化劑反應(yīng)性能的因素。 實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),反應(yīng)溫度對催化活性的影響最明顯,升高反應(yīng)溫度可以提高CO轉(zhuǎn)化率、C2+OH選擇性和時(shí)空產(chǎn)率,但是總醇選擇性會(huì)降低；反應(yīng)壓力對催化性能的影響最小,在一定范圍內(nèi)改變壓力對反應(yīng)活性幾乎沒有影響；空速對反應(yīng)的影響介于溫度和壓力之間,提高空速可以增加總醇選擇性,但CO轉(zhuǎn)化率和C2+OH選擇性會(huì)降低。助劑Ni含量過低會(huì)降低C2+OH選擇性,而過高會(huì)生成烴類化合物,因此在負(fù)載型碳化鉬催化劑中Ni/Mo的物質(zhì)量之比在1/8時(shí)反應(yīng)活性最好。K助劑對總醇選擇性和C2+OH選擇性有影響。在負(fù)載型碳化鉬催化劑中K/Mo的摩爾比在3/10時(shí)CO轉(zhuǎn)化率、總醇選擇性和C2+OH選擇性最高。增加Mo含量,CO轉(zhuǎn)化率、總醇選擇性、C2+OH選擇性和時(shí)空產(chǎn)率都會(huì)提高。當(dāng)Mo負(fù)載量30%、Ni/Mo=1/8、K/Mo=3/10時(shí),負(fù)載型催化劑Ni-β-Mo2C-K/SBA-16的活性最佳。通過催化反應(yīng)發(fā)現(xiàn)具有三維籠狀孔道且含有較大孔徑的SBA-16介孔材料能夠促進(jìn)催化反應(yīng)、提高CO轉(zhuǎn)化率、總醇選擇性和C2+OH選擇性。 將負(fù)載型雙金屬碳化鉬催化劑應(yīng)用于CH4/CO2催化重整反應(yīng),模擬了合成氣制低碳醇反應(yīng)裝置與CH4/CO2催化重整反應(yīng)裝置耦合的生產(chǎn)模式,摸索合成氣制低碳醇反應(yīng)裝置與CH4/CO2催化重整裝置耦合的經(jīng)驗(yàn)。
【學(xué)位授予單位】：內(nèi)蒙古大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：TE665.3;X826

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2688229