16134

16134

بررسي اثر ارتقاءدهنده دوتايي فلز قليايي و قليايي خاكي روي كاتاليست نيكل بر پايه‌ي آلومينا در واكنش ريفورمينگ بخار متان

كارشناسي ارشد

ترموديناميك و سينتيك

تير ماه 1395

تير ماه 1395

دكتر سيد مهدي علوي

شيمي

چكيده واكنش ريفرمينگ متان يك واكنش گرماگير است كه به¬منظور توليد گاز سنتز استفاده مي¬شود. در اين پايان¬نامه ساخت كاتاليست به دو بخش تقسيم شده است و در هر دو بخش از روش تلقيح استفاده شده است. در ابتدا سه كاتاليست 10%Ni/Al2O3 و 10%Ni-3%Mg/Al2O3 و 10%Ni-3%Ba/Al2O3 جهت بررسي حضور فلزات منيزيم و باريم در كاتاليست و مقايسه آن با كاتاليست¬ تك¬فلزي ساخته شده و در مرحله¬ي بعد جهت بررسي اثر برهم¬كنش سه فلز نيكل و منيزيم و باريم بر پايه آلومينا با استفاده از طراحي آزمايش تاگوچي يك مجموعه 9 تايي از اين كاتاليست¬هاي سه¬فلزي پيشنهاد و ساخته شده است. جهت بررسي كاتاليست¬ها از آناليزهاي XRD, BET, TGA و آزمون راكتوري استفاده شده است. نتايج حاصل شده از تست¬هاي مشخصه¬يابي و عملكردي مشخص كرد كه حضور هم¬زمان دو فلز منيزيم و باريم باعث افزايش پايداري و فعاليت كاتاليست شده است. پايداري اين كاتاليست¬ها به مدت 6 ساعت در دمايC ᵒ750 و فشار اتمسفريك تحت واكنش ريفورمينگ بخار متان به¬عنوان مهم¬ترين واكنش توليد گاز سنتز، در يك راكتور بستر ثابت ارزيابي¬شده است. همچنين اثر دما، نسبت بخار به متان وGHSV بررسي ¬شده است. كاتاليست 10%Ni-3%Mg-5%Ba/Al2O3 بهترين عملكرد را در آزمون¬هاي راكتوري نشان¬داده است (درصد تبديل متان 89.2% در دماي C ᵒ750 ، 2.5S/C= و 34000=GHSV). اين نتايج با نتايج تست¬هاي مشخصه¬سازي XRD و BET كاتاليست-هاي كلسينه¬شده هم¬خواني داشته است. عملكرد بهتركاتاليست 10%Ni-3%Mg-5%Ba/Al2O3 را مي¬توان معلول كوچك¬تر بودن ذرات نيكل، پخش بهتر ذرات نيكل، داشتن سطح ويژه و حجم حفرات بيشتر دانست. واژگان كليدي: ريفورمينگ بخار متان، كاتاليست نيكل /آلومينا، ارتقاءدهنده، تلقيح و كك¬¬¬¬گرفتگي

1395/09/24

Abstract: Steam reforming of methane is an endothermic equation which used for production of syngas with H2/CO ratio of 2 o​r three o​r higher that is suitable for production of hydrogen. Experiment are done in two stages which in both stages catalysts are made by sequential impregnation techniques. In first stage 10%Ni/Al2O3 , 10%Ni-3%Mg/Al2O3 ,10%Ni-3%Ba/Al2O3 were made. In the following the prepared catalysts analysed for investigation of presence of Mg an​d Ba metals an​d comparing with monometalice catalyst. In next stage for scrutiny of effect of interaction of Mg, Ba, Ni metal on alumina support we used a taguchi design of experiment with a 9 series of experiment of this catalysts. For investigation of catalysts we used XRD , BET an​d TGA analysis an​d also reactor test. The presence of Ba metal show good stability to catalyst an​d presence of Mg metal make good activity for catalyst an​d presence of both metals in same time in catalyst in 10%Ni-3%Mg-5%Ba/Al2O3 load show favourable result in steam reforming of methan. The stability of the catalysts was eva​luated in 750℃ an​d atmospheric pressure for steam reforming of methane, as the most important reaction for production of syngas, in a fixed bed reactor. All of the catalysts showed stability in 6h. The effect of temperature, S/C ratio an​d GHSV were investigated. 10%Ni-3%Mg-5%Ba/Al2O3 catalysts exhibited the best catalytic performance (XCH4(%)≅89.2 at750℃, S/C=2.5and GHSV=34000 ml/(g.h)). Results were accordance with XRD an​d BET characterization tests. The smaller particles, better dispersion, larger specific area an​d pore volume leads to the better performance for 10%Ni-3%Mg-5%Ba/Al2O3 catalyst. Keywords: Steam reforming of methane, nickel alumina, promoter,impregnation an​d coking