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柴油蒸汽重整制氢贵金属催化剂的研究进展

2021-07-05钟和香王博磊王鹤臻潘立卫

石油化工 2021年6期
关键词:催化剂工艺

李 夺,钟和香,张 晶,王博磊,王鹤臻,潘立卫

(大连大学 环境与化学工程学院,辽宁 大连 116622)

世界能源消耗总量正在逐年快速递增,且石油、煤炭和天然气等一次能源占消耗总量的1/4,这些能源属于不可再生资源。节能减排和优化能源结构的巨大压力使得各国越来越重视并构建环保新能源体系。清洁、高效的氢能-燃料电池技术由于能满足世界对能源的新要求而备受关注[1-2]。氢的来源作为氢能-燃料电池技术产业链的源头,是新能源技术的关键,目前氢源技术仍是通过化石原料重整制取[3]。与其他可用的储氢形式相比,柴油的特点是单位燃料体积的氢气量最大[4]。综合考虑,柴油被认为是适合重整制氢的重要原料之一[5]。而如何选择合理的制氢工艺和与之相适应的催化剂,直接决定了柴油重整制氢是否高效。

本文从催化剂的活性组分、助剂、载体、制备方法及催化剂失活等方面进行论述,为实现高效的柴油重整制氢技术提供新的思路。

1 柴油重整制氢的工艺

柴油重整制氢主要有三种工艺:柴油部分氧化重整(DPOR)、柴油自热重整(DAR)和柴油蒸汽重整(DSR),各工艺的优缺点见表1。

DPOR反应式见式(1)。

DPOR反应为放热反应,不需额外供热,但受快速放热反应及热传递的限制,重整产物组成和温升难以控制,且过高的反应温度会导致短时间内催化剂失活。可通过增设轴向进料孔控制原料、氧气均匀分布,避免快速放热。但蒸汽的缺失使积碳问题严重,进而导致催化剂失活、氢产率相对较低(40%~50%)。……

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