Катализаторы для процесса конверсии метана

Аннотация

В данной статье описаны современные направления каталитической переработки природного газа, таких как парциальное и полное окисление метана, а также окисление с водяным паром, углекислотная конверсия и разложение метана. Для Казахстана, богатого энергетическими ресурсами, разработка новых газохимических технологий, позволяющих получить ценные химические продукты из природного газа, является важным направлением. В настоящее время процессы, основанные на этих реакциях, не внедрены в казахстанское производство. Для каждой реакции показаны каталитические системы, обеспечивающие хорошую производительность. Оксидные катализаторы на основе металлов переменной валентности являются эффективными во всех процессах. В дальнейшем следует провести работу по повышению активности этих катализаторов. Катализаторы готовили методом капиллярной пропитки носителя (γ-Al₂O₃) по влагоемкости и последующей сушкой при 200^оС (2 часа) и прокаливанием при 500⁰С в течение трех часов.  

 В данной статье катализатор на основе никель-циркония (3% NiО-2% ZrО₂) активен в реакции парциального окисления метана для получения синтез-газа. На этом катализаторе выход продуктов реакции составляет: Н₂ - 60.5 об.%, СО - 30.5 об.%. На 3%NiО-7%Со₂О₃-0,5%Сe₂O₃ катализаторе в реакции углекислотной конверсии метана конверсия метана составила 95,6%, при этом выход водорода и монооксида углерода равен 47,0 и 45,9 об% соответственно.  29,6% метана превращается даже при низких температурах (350 ° C) на 3%NiО-2%СеО₂/γ-Al₂O₃ катализаторе, модифицированного оксидом церия в реакции полного окисления метана. Катализаторы на основе железа для реакции разложения метана в газ - водород являются эффективными. На 5 масс.% Fe/ɣ-Al₂O₃  катализаторе при температуре реакции 700^оС конверсия метана составляет 2%,  с увеличением температуры реакции до 850^оС конверсия метана достигает до 13%, а также выход водорода увеличивается до 5,8 об.%