Tiểu luận môn động học xúc tác xúc tác cho quá trình reforming hơi nước sơ cấp

XÚC TÁC CHO QUÁ TRÌNH
REFORMING HƠI NƯỚC SƠ CẤP

GVHD: PGS.TS Phạm Thanh Huyền
SVTH : Nguyễn Tuấn Anh
Ngô Anh Bình
Nguyễn Quỳnh Trang
Vương Thị Thúy


MỤC LỤC

I. Sơ lược về quá trình reforming hơi nước sơ cấp

II. Xúc tác và điều chế xúc tác

III. Nguyên nhân mất hoạt tính

IV. Biện pháp khắc phục và tái sinh xúc tác

V. Kết luận


I. Sơ lược về quá trình reforming hơi nước sơ cấp

Khí tự nhiên
( naphta)

Reforming hơi nước thứ cấp

•

•
•

Desunfua hóa

Chuyển hóa CO

Reforming hơi nước sơ cấp

Tách CO2

Mục đích : sản xuất H2 và khí tổng hợp
Nguyên liệu : khí tự nhiên & naphta
Phản ứng :

CnH2n+2 + H2O
CO + 3H2
CO
+ H 2O
CO2 + H2

H2


II.1. Xúc tác
- Giảm EA, tăng tốc độ phản ứng
- Tăng độ chuyển hóa
- Tăng độ chọn lọc

Xúc tác

% mNi/chất mang

Dạng hạt ,kích thước

Mật độ lớn nhất

Nhiệt độ

SC – G56A

15%Ni/CaAl2O4

Vòng 19/9x19mm

1,20

870 - 1426

TOPSE RKS-2

15% Ni/MgAl2O4

Bảng 7 lỗ

10% Ni/CaAl2O4

11-14x15, 4 lỗ có rãnh

1,04

< 1260

18% Ni/CaAl2O4

11-19x15-20, 4 lỗ có rãnh

0,99

<1000

JM Katalco 54-8

JM Katalco 57-4

e


II.1. Xúc tác


II.1. Xúc tác

Xúc tác

Ni

Chất mang

Tự do

Liên kết

Dehydro hóa

Hydro hóa


II.2. Thành phần xúc tác


II.3. Cơ chế xúc tác
CH4 -> CH2-* + H2
CH2-* + H2O -> CO-* + 2H2
CO-* -> CO + *
CH4 + H2O -> CO + 3H2

H2O + * -> O-* + H2
CO + O-* -> CO2 + *
H2O + CO -> CO2 + H2


II.3. Cơ chế xúc tác


II.3. Cơ chế xúc tác
H2O + Support -> H2O-support (61)
H2O-support + * -> O-* +H2

(62)

H2O + * -> O-* + H2

(63)


ĐIỀU CHẾ XÚC TÁC

Ni/MgAl2O3


ĐIỀU CHẾ XÚC TÁC
1.

Phương pháp khử các oxit kim loại
Tác nhân khử: H2 ở nhiệt độ cao

. Kim loại thu được có hoạt tính mạnh, dễ bị oxi hóa nên phải dùng khí N2


ĐIỀU CHẾ XÚC TÁC
2. Phương pháp điện hóa
Kim loại được tạo ra nhờ quá trình điện phân muối


ĐIỀU CHẾ XÚC TÁC
3. Phương pháp đồng kết tủa


II.2. Điều chế xúc tác

Ni/MgO

MgO

Hỗn hợp dd
Ni(NO3)2, Al(NO3)3

Ni(OH)2, Al(OH)3

H2

NiO

CaO, Al2O3

Ni/CaAl2O4


ĐIỀU CHẾ XÚC TÁC
4. Phương pháp trộn cơ học
Có hai cách :

•
•

Phương pháp ướt: trộn huyền phù các loại cáu tử lại với nhau, kết tủa tạo được đem lọc, sấy và định hình



Phương pháp này độ phân tán không cao, tương tác giữa chất mang và pha hoạt động không cao

Phương pháp khô:


ĐIỀU CHẾ XÚC TÁC
5. Ngoài ra còn có các biện pháp khác

•
•
•
•

Phương pháp tổng hợp sol-gel
Phương pháp trao đổi ion
Phương pháp bay hơi
Phương pháp tẩm


ĐIỀU CHẾ XÚC TÁC


Đặc trưng của xúc tác

•
-

Yêu cầu xúc tác:
Diện tích bề mặt Ni lớn
Có lỗ xốp
Có độ bền cơ

Hình dạng hình học phù hợp
Khả năng chịu nhiệt


Đặc trưng của xúc tác


Đặc trưng của xúc tác


Đặc trưng của xúc tác


Đặc trưng của xúc tác
Hình dạng xúc tác có lỗ xốp


Đặc trưng của xúc tác
Kết quả định lượng cho các lò phản ứng sử dụng 5 dạng hình học của xúc tác


Đặc trưng của xúc tác
Bảng phân tích cho từng hạt