文档介绍：北京化工大学
硕士学位论文
晶格氧材料用于天然气制氢方法研究
姓名:程龙文
申请学位级别:硕士
专业:化学工程
指导教师:屈一新;嵇翔
20100611
晶格氧材料用于天然气制氢方法研究摘要为一个现实问题。天然气的氢碳比高,制氢过程中排放的二氧化碳琗,连续流动反应等方法对进行研究。对徊糠秩易积碳、部分氧化性能最好。通过比较各种用于催化部分氧化甲烷制合成气的实验装置得出,在合适的条件下甲烷可以被中的晶格氧部分氧化生成和,失去的晶格氧可以被空气重新的氧氢作为重要的化工原料被广泛用于化学品合成和石油加工工业,近年来炼厂对副产氢气的需求日趋增加,使得寻找廉价氢源成较少,有利于保护环境。,,,,,嘟峁梗趸乖阅埽砻孀刺头从π阅芙辛讼统的研究,实验结果显示具有良好的部分氧化性能、催化性能最优。对不同辉K,,频玫南盗写呋牧辖辛续流动反应,允荆珺位元素为时催化材料选择性高且不化。关键词:晶格氧,天然气,制氢摘要
”,,瓾,,,瓻——,
篖甌:瑃,··,,.琱北京化工大学工程硕士学位论文籾
,,㈣.,·”,·,倒一对映体的洗脱体积,,·,·分离度解离常数,介质外部孔穴体积,介质内部孔穴体积,介质外部游离印迹分子浓度,介质内部游离印迹分子浓度,色谱介质上配体的浓度,,乙酸的浓度,·,·对映体在分离过程中的焓变,·对映体在分离过程中的熵变,··选择性因子分配系数
日期:一型毳二生∑日期:—型一一愠保密论文注释:本学位论文属于保密范围,在上年解密后适用本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者完全了解北京化工大学有关保留和使用学位论文的规定,即:研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京化工大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘,允许学位论文被查阅和借阅;学校可以公布学位论文的全部或部分内容,可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保猩蕉塞北京化工大学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对日期:关于论文使用授权的说明存、汇编学位论文。本授权书。非保密论文注释:本学位论文不属于保密范围,适用本授权书。作者签名:导师签名:鱼二
前言“晶格氧材料用于天然气制氢方法研究”的研究思路是基于现有天然气催化部分氧化工艺存在的问题,研究开发出一种全新的部分氧化工艺。研究中采用以稀土钙钛矿型复合氧化物为催化剂主体材料的一种新型双功能复合氧化物催化剂,,反应把空气中的气态分子氧转换为催化剂中固态形式的晶格氧,做为甲烷催化氧化生产合成气的氧源,可以将甲烷高选择性地氧化成为合成气。这种方法的基本思路是:催化剂上的晶格与甲烷氧化反应生成合成气,晶格氧参与反应后,催化剂被还原;利用空气将低价态的催化剂氧化成高价态补充晶格氧,完成全部催化循环。晶格氧的传递拟采用固定床或循环流化床切换来完成,以便甲烷和空气可以分开进料,完成了用晶格氧代替纯氧的甲烷氧化制合成气的新工艺。目前以上的天然气转化利用过程是:先将天然气转化为合成气的间接转化过程,天然气制合成气的操作和投资费用一般占整个间接转化过程的%左右。天然气转化利用的核心技术是天然气制合成气技术。合成气的传统制备工艺包括:联合重整虺芐/枰A礁龇从ζ、蒸汽重整虺芐,设备巨大,能耗高昂,反应时间长⒎谴呋糠盅趸简称难趿扛撸矣醒坛旧和自热重整虺艫,对反应的控制比较难这些制备合成气的方法目前都有一定的不足,而催化部分氧化是目前技术上可实现的最具前景的合成气制备技术。与传统的啾龋呋糠盅趸叹哂幸下几个优点:可在嫦麓锏ヒ陨系慕咏攘ρ胶獾淖;屎透叽’%的和选择性;反应温和放热;合成气中海痗咏,适合于甲醇、费托合成等后续过程;反应接触时间短。迄今为止,甲烷催化部分氧化制合成气过程的研究开发仍处在实验室和中试阶段,目前无工业化转化的报导。天然气催化部分氧化制合成气过程中面临的主要问题如下:⒏梅从Φ目账高,催化剂单位表面放热量大,易产生飞温和热点;并且原料气配比在爆炸极限范围内,需要特别考虑安全性,所以并没有工业化装置运行。⒉分氧化工艺需用纯氧原料,而制氧装置的操作和投资费用高昂,部分抵销了天然