钼基耐硫甲烷化催化剂放大制备与成型研究

发布时间：2020-11-08 08:42

　　 由于原油储量日趋减少,天然气作为一种替代能源和清洁能源备受关注,因此国内对天然气的需求日益增长。利用我国丰富的煤炭资源,发展煤制天然气技术逐渐受到国家的重视。合成气甲烷化是煤制天然气工艺中的关键步骤,甲烷化催化剂的研制和生产对甲烷化合成过程工业化至关重要,而催化剂成型工艺对催化剂性能影响较大。本论文对低温催化剂和高温催化剂成型工艺进行了研究。采用共沉淀法对铈铝复合载体进行了批量制备,对制得的复合载体进行挤条成型,考察了成型助剂及成型工艺对复合载体结构及高温催化剂耐硫甲烷化活性的影响。结果表明,最佳水粉比为0.45-0.55,拟薄水铝石和硝酸适宜添加量为10 wt.%。田菁粉作为润滑剂能显著减少成型载体表面的毛刺和裂纹,对催化剂活性几乎没有影响;不论是粉体载体还是成型载体均需焙烧处理,否则会显著降低催化剂的活性,600℃焙烧得到的成型载体具有较好的结构稳定性。采用共沉淀法批量制备了25%MoO_3/ZrO_2低温催化剂,对低温催化剂进行了成型工艺条件的考察,结果表明,仅添加拟薄水铝石成型的催化剂其反应稳定性有所提高,孔道结构有所改善,但是强度无法满足工业生产基本要求;继续加入硝酸成型后催化剂的强度可明显改善,能够达到工业生产要求,但催化剂的活性和选择性略有下降;采用田菁粉做润滑剂所得成型催化剂的侧压强度略有降低,但甲烷化活性较高;各助剂的适宜添加量为:10 wt.%拟薄水铝石、5 wt.%硝酸、1 wt.%田菁粉。考察了反应工艺条件如原料中添加CO_2和CH_4、不同反应温度对高温成型催化剂、低温成型催化剂的影响,结果表明,CO_2会抑制水汽变换反应的进行,导致催化剂的CO转化率下降;升高反应温度有利于CO分子在低温成型催化剂上的吸附及分解,可促进其甲烷化反应的进行,提高CO转化率和甲烷选择性;而反应温度对高温催化剂的甲烷化活性影响不大;稳定性考察结果表明高温成型催化剂和低温成型催化剂均具有良好的稳定性,与市售Al_2O_3成型载体相比,自制的成型载体负载钼后活性和选择性更高,证明自制成型载体明显优于市售载体。
【学位单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2017
【中图分类】：TE624.9
【部分图文】：

图 1-1 直接甲烷化工艺流程示意简图Fig. 1-1 Process of direct methanation technology耐硫甲烷化催化剂的研究进展

不同形状的催化剂Fig.1-2Catalystswithdifferentshapes

图 1-3 转盘成型法球形催化剂成型过程Fig. 1-3 Formation of spherical catalyst by granulation method成型法型法[59, 60]主要用于将塑造性好的泥状物料制备成长条形圆
【参考文献】

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本文编号：2874546