Исследование эффективности современных нанокатализаторов

Реакция показывает ниже:

CH

+ H

O = CO +3H

CO + H

= CH

OH

В настоящее время получение метанола из метана принимается метод в 2 стадии по всему миру.

Промышленно в этом методе паровой риформинг метана на катализаторе Ni/ -Al

O

, нагретом до 1173 К, происходит в первичном реакторе. Затем непрореагировавший метан подвергается риформингу с кислородом и паром во вторичном реакторе, образуя смесь CO и H

в равновесии (рис.

1.1).

Рис. 1.1. Производство синтез-газа путем традиционного парового риформинга метана [30]

Затем на следующих двух этапах пар добавляется к синтезу-газу, полученному при более мягкой термической обработке, чем раньше (около 673 К), через оксид железа или медные катализаторы. На протяжении этих стадий конверсии водяного газа добавление пара может затем регулировать молярное соотношение H

: CO до необходимого для дальнейшего использования синтез-газа.

В целом синтез-газ стехиометрия направлена на его использование в качестве сырья для синтеза дизельного топлива с помощью процесса Фишера-Тропша (катализатор Fe

O

) или синтеза метанола (катализатор Cu – ZnO / Al

O

) [31—33]. Хотя это не показано, в этих условиях реакции образуется кокс, что приводит к дезактивации катализатора. Использование никеля, нанесенного на оксиды редкоземельных элементов или щелочных металлов, сводит к минимуму эту нежелательную реакцию и увеличивает срок службы катализатора, ограничивающего углеродные отложения.

В качестве альтернативы метан можно преобразовать с помощью смеси пара и кислорода, нагретой до высокой температуры (около 2273 К) без катализатора. Эти условия способствуют радикальной реакции, обычно называемой «гомогенное окисление» (рис. 1.2).

Рис. 1.2. Производство синтез-газа методом автотермического риформинга метана [32]

Следующая стадия происходит в другом реакторе, где полученную смесь затем реформируют на никелевых катализаторах, в результате чего получают синтез-газ и воду, которые можно обрабатывать в условиях реакции конверсии водяного газа.

Потом идет основная реакция для получения метанола.

Затем представляем 2 процесса производства метанола из метана.