天然气预转化催化剂的研究

《天然气预转化催化剂的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、学兔兔www.xuetutu.com炼油与化工REFININGANDCHEMICALINDUSTRY第20卷天然气预转化催化剂的研究宫连春(大庆石化公司物资供应中心，黑龙江大庆163714)摘要：用共沉淀法制备天然气预转化催化剂，采用固定床反应器进行评价，并对反应前后的催化剂进行了分析表征。经过200h实际运行，结果表明：天然气预转化催化剂的稳定性较好，天然气的转化率达到l1．9％～12．0％，热重表征说明该催化剂的抗积碳性能较好。关键词：天然气；预转化；催化剂中图分类号：TE64文献标识码：A

2、文章编号：1671-4962(2009)02—0020—02天然气预转化催化剂主要应用于以天然气为1．3催化剂分析方法原料的合成氨厂、甲醇厂的生产工艺中。其作用是原料及产物组成分析：HP6890气相色谱将天然气中的C“烃类转化为CO、CO和H，向系(TDXO1)，柱长1．5m。统内补充热量，起到保护后续转化催化剂的作用Il_。催化剂形貌表征：扫描电镜(JSM一6360CA)，1实验部分20kV。1．1催化剂制备催化剂积碳分析：热重(DTA)，20～900oC。采用共沉淀法制备天然气预转化催化剂，

3、把天然气转化率：(转化的原料天然气总碳数÷硝酸镍、硝酸铝和助剂等活性组分溶解在水中，滴原料天然气总碳数)x100％。入碳酸钠进行沉淀，经过洗涤、干燥、烘干、焙烧、2实验结果与讨论压片后制成催化剂。经过破碎、筛分成1O～l6目备2．1催化剂活性随时间的变化用。催化剂中NiO的含量为29．6％。在200h实验过程中，天然气转化率随时间的1．2催化剂评价变化见图2，预转化出口组分随时间的变化见图取催化剂36g装入反应器中，催化剂先用氮3气吹扫30min，在常压下通人氩气、氢气混合气(5％氢气)，流量1

4、L／min，以5～10~C／min的速度升温到850℃；还原结束后通人原料气进行反应，天然气流量为6．36L／min、水流量为300mL／h、氢气流量为192mL／min、反应温度458～465℃，反应压力0．8MPa。天然气和水经过计量后进人加热器预热到490℃，然后进入到预转化反应器，反应器出口气体经过冷却、分离水、压力控制器后排空，在图2天然气转化率随时间的变化压力控制器后采样分析产物组成[21。实验装置及工艺流程见图1。——●—H—■一N，——●一CO——一C—。卜C儿——e—C“050

5、l00l50200谱时间／h图3预转化出口组分随时间的变化冈1实验装置及工艺流程从图2、3中可以看出，天然气的转化率在学兔兔www.xuetutu.com2009年第2期宫连春．天然气预转化催化剂的研究2l11．9％～12．O％之间基本保持不变，C含量小于0．03％。典型的预转化出口组分是：H：20．62％，N2：1．80％，CO：0．46％，CH4：68．28％，CO2：8．84％。说明催化剂的活性在200h范围内保持较好I31。2．2催化剂床层温度随时间的变化预转化催化剂床层温度随时问的变化

6、情况见图4。1002003004005006007008009001000：：：上-_一一_一-·---_·-_··_一-温度／℃475—_．卜_一反应温度图6还原新鲜催化剂进行热重分析，470}_+外控温度2．4催化剂扫描电镜分析廷：～200h实验后催化剂扫描电镜(JSM一6360CA，20kV)分析，电镜照片见图7，8。455L———————_L———————_L———————_J————————L——一050l00150200时间／h图4催化剂床层温度随时间的变化由图4可以看出，催化剂床层

7、的温度在外控温度不变的条件下一直保持在458～465℃之间。预转化催化剂床层温度的变化，能够反映出催化剂活性和稳定性。如果在外控温度不变的情况下，床层温度持续的升高或降低，说明催化剂的性能发生了变化}4J。图7新鲜还原的催化剂2．3预转化催化剂热重表征为了检测200h后催化剂床层是否积碳，对催化剂进行了热重表征，条件是用空气做载气，升温速率l5oC／min，在500℃后催化剂的失重是0．4886％，见图5。图8200h实验后的催化剂从图8中没有发现碳丝等物质，说明催化剂没有积碳。同时对比图7新鲜

8、还原催化剂的照片可以看出形貌相似，说明催化剂的结构没有变化。3结论采用共沉淀法制备天然气预转化催化剂，催l00200300400500600700800900化剂有效活性组分镍含量为26．8％。采用固定床反温度／℃应器进行评价，200h实验结果说明：天然气转化图5200h后催化剂热重分析率一直保持在11．9％～12．0％，活性较好，采用热重对还原新鲜催化剂进行热重分析，新鲜的催及扫描电镜表征说明催化剂没有积碳。化剂在400℃后失重量为0．86％。新鲜催化剂的失参考文献：重量0．89％，大于200