水和二氧化碳對鉬基耐硫甲烷化催化劑的影響.pdf

1、煤制天然氣是將煤轉化成清潔能源天然氣的重要途徑。煤制天然氣的關鍵技術是合成氣甲烷化反應過程中所使用的催化劑。目前非耐硫甲烷化催化劑的研究比較成熟,但存在Ni系催化劑不耐硫、相關工藝復雜等缺點。耐硫甲烷化過程可以節(jié)約成本,該過程一般使用鉬基催化劑,將煤氣化爐產品氣直接轉化為甲烷。煤制合成氣中含有一定量的水和二氧化碳,而關于水和二氧化碳對鉬基催化劑耐硫甲烷化性能的研究未見系統(tǒng)報道。
　　本文主要研究了反應氣中添加水和二氧化碳對鉬基催化

2、劑耐硫甲烷化性能的影響,并考察了鉬基催化劑上的水煤氣變換反應和二氧化碳甲烷化反應。結果表明,原料氣中添加水促進了水汽變換反應,抑制了CO甲烷化反應。去除水之后的CO轉化率未恢復到原有水平,這表明水造成了催化劑的部分不可逆失活。加水情況下,1.2％H2S濃度下添加助劑鈷可提高鉬基催化劑的穩(wěn)定性;而0.2%H2S濃度下助劑鈷的作用不明顯。添加二氧化碳對催化劑活性有抑制作用,隨著二氧化碳含量的增大,催化劑的不可逆失活程度越大。添加二氧化碳明顯

3、降低了二氧化碳的選擇性,主要是因為逆水煤氣變換反應較易進行,但甲烷的選擇性有所升高。反應氣中添加10%的水或10%的二氧化碳對Co-Mo/Ce-Al催化劑的甲烷化性能影響不大。而同時添加10%的水和10%的二氧化碳,對該催化劑造成了一定程度的失活。鉬基催化劑上的水汽變換反應活性比甲烷化活性高。二氧化碳甲烷化反應的實驗結果表明,反應主要以逆水煤氣變換為主,二氧化碳甲烷化反應的程度很弱,隨溫度升高一氧化碳選擇性達到80%,而甲烷選擇性僅為2