焦油裂解催化劑的制備與性能實驗研究.pdf

1、積碳是焦油催化裂解技術(shù)過程中中會引起催化劑失活的有害物質(zhì)，如何消除積碳是解決焦油問題的關(guān)鍵。本文在課題組前期研究工作的基礎(chǔ)上，選擇研究了不同的催化劑以及在不同條件下對焦油裂解制合成氣以及催化劑上積碳的影響，目的在于將焦油催化裂解轉(zhuǎn)化成小分子可燃性氣體的同時，消除反應(yīng)過程中催化劑上產(chǎn)生的積碳，保持催化劑的活性，具體開展了如下幾方面的工作:
　　(1)在800℃與部分氧化條件下，在固定床反應(yīng)器中研究了停留時間對氧化鈣催化裂解焦油的影響

2、，并且對比了焦油熱催化裂解和部分氧化條件下的催化裂解的實驗結(jié)果，分析了不同氛圍對焦油的催化裂解以及析碳的影響。實驗結(jié)果表明:在一定的實驗條件下，隨停留時間延長，合成氣的體積百分數(shù)增加，伴隨著積碳率增加，焦油轉(zhuǎn)化率有下降的趨勢。當停留時間為0.57 s時，焦油部分氧化催化裂解的轉(zhuǎn)化率為79.2％，積碳率為33％，合成氣的產(chǎn)率為36％。焦油的熱催化裂解焦油轉(zhuǎn)化率為81％，積碳率為35％，合成氣體積百分含量為36％，這表明氧氣的加入有利于消除

3、催化劑表面的積碳。
　　(2)分別采用共沉淀法和溶膠凝膠法制備4％Ni/CeO2-ZrO2-Al2O3催化劑，在800℃下考察了不同方法制得的催化劑對焦油模型化合物-甲苯的裂解率、積碳率以及催化劑的活性、穩(wěn)定性的影響。實驗結(jié)果表明:甲苯在Ni-load催化床層上的熱催化裂解的裂解率為81.9％，而在Ni-gel(溶膠凝膠法制備鎳基催化劑)催化床層上為的甲苯裂解率為45.3％。甲苯熱催化裂解的積碳率為15.6％，而在部分氧化條件下積

4、碳率降低為9.3％，這表明4％Ni-load（共沉淀法制備鎳基催化劑）催化劑的活性高于4％Ni-gel活性，并且氧氣的加入有助于消除積碳。
　　(3)為了提高焦油的裂解率，在上述研究的基礎(chǔ)上，增加了活性成分鎳基的含量，制備了的15％Ni/CeO2-ZrO2-Al2O3催化劑，考察了催化劑在800℃下，部分氧化的氛圍中催化裂解焦油模型化合物甲苯以及生物質(zhì)焦油時的性能，并在部分氧化氛圍中通入不同含量的水蒸氣，消除催化反應(yīng)中生成的積碳，