MgO助剂对镍基低温甲烷化催化剂活性的影响
2014-06-07杨庆辉孙锦昌张谦温
陈 亚,徐 聪,杨庆辉,孙锦昌,张谦温
( 1.北京化工大学 化学工程学院,北京 100029;2.北京石油化工学院 化学工程学院,北京 102617)
MgO助剂对镍基低温甲烷化催化剂活性的影响
陈 亚1,徐 聪2,杨庆辉1,孙锦昌2,张谦温2
( 1.北京化工大学 化学工程学院,北京 100029;2.北京石油化工学院 化学工程学院,北京 102617)
采用二次等量浸渍法,以Al2O3-TiO2为复合载体制备了不同MgO含量的Ni基低温甲烷化催化剂Ni-Mg/Al2O3-TiO2,并将其用于脱除富氢气体中的CO,同时采用BET,H2-TPR,XRD,SEM等手段对催化剂进行了表征。实验结果表明,适量添加MgO助剂可改善活性组分Ni在载体表面上的分散性,增加活性组分与载体间的相互作用,避免较大NiO晶粒的产生,当NiO含量为50%(w)、MgO含量为2%(w)时,所制备的Ni-Mg/Al2O3-TiO2催化剂的活性较高,同时稳定性较好;在压力2 MPa、温度170 ℃、气态空速2 500 h-1的条件下,采用Ni-Mg/Al2O3-TiO2催化剂处理0.5%(φ)CO-99.5%(φ)H2富氢气体,反应后出口气体中CO含量可降至5×10-6(φ)以下。
低温甲烷化;氧化镁助剂;镍基催化剂;富氢气体;一氧化碳
工业上主要采用天然气或轻质油蒸汽转化法、重油或煤的部分氧化法制备氢气[1],导致在粗氢中通常含有少量的CO,这些CO对后续反应中的催化剂(如C2、C3、裂解汽油加氢催化剂以及合成氨催化剂等)有毒害作用[2]。利用甲烷化反应可将其中的CO转化为惰性的CH4,从而达到脱除CO提纯氢气的目的。低温甲烷化反应工艺设备简单,比传统的CO选择性氧化反应放热量少,因此更易于控制反应温度[3]。另外,与高温甲烷化反应(反应温度280~350 ℃)相比,低温甲烷化反应还具有能耗低、操作成本低的优点[4]。因此,低温甲烷化催化剂在石油工业、化肥工业中得到了越来越多的应用[5-8]。……
