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

Đề tài:
Xúc tác reforming hơi nước sơ cấp
 GVHD: PGS.TS: PHẠM THANH HUYỀN
 SVTH:
1. Nguyễn Tùng Anh
2. Nguyễn Văn Bảo
3. Nguyễn Khắc Đại
4. Trần Anh Vũ

Kthh1_k56
Kthh1_k56
Kthh5_k56
Kthh1_k56


Nội dung
I. Giới thiệu
II. Thành phần xúc tác
III. Phương pháp điều chế
IV. Đặc trưng xúc tác
V. Nguyên nhân mất hoạt tính
VI. Ứng dụng
VII. Kết luận


Phần I: Giới thiệu
• Reforming hơi nước là một phân đoạn quan trọng trong quá trình sản
xuất khí tổng hợp.
• Khí tổng hợp bao gồm một hỗn hợp của các hydro, carbon monoxide,
và carbon dioxide và là một trung gian quan trọng trong công nghiệp
tổng hợp của một loạt các hoá chất số lượng lớn và nhiên liệu.

• Chất xúc tác được sử dụng trong reforming hơi nước là kim loại Ni
được mang trên chất mang.
• Ni ngoài được dùng làm xúc tác trong reforming hơi nước còn được
sử dụng cho các quá trình công nghiệp khác như phản ứng hydro hóa,
methanation… là một chất xúc tác khá quan trọng trong công nghiệp
hóa chất.


Phần I: Giới thiệu


Phần II: Thành phần xúc tác
+, Xúc tác reforming hơi nước
Xúc tác Ni/MgAl2O4 hoặc Ni/CaAl2O4 ( loại
RK201, RK202, R-67-7H, RK-211…)
- Thành phần gồm có 2 phần:
• Tâm hoạt tính: xúc tác Ni
• Chất mang: MgAl2O4 hoặc CaAl2O4


Phần II:
Thành phần xúc tác
+) Xúc tác Ni:
- Diện tích bề mặt lớn
- Thể tích lớn
- Độ bền nhiệt cao
- Dạng hình học xác định
- Có khả năng truyền nhiệt

Phần II:
Thành phần xúc tác

 Ni là 1 trong những kim loại chuyển tiếp sớm
được dùng làm chất xúc tác cho nhiều quá
trình tổng hợp hữu cơ, phản ứng hydro hóa,
đề hydro hóa …
 Ni có hoạt độ xúc tác rất cao trong nhiều phản
ứng hóa học. Vì thế đó là nguyên nhân làm
giảm độ lựa chọn của xúc tác trong 1 số quá
trình nhất dịnh.


Phần II:
Thành phần xúc tác

+) Chất mang xúc tác: CaAl2O4 (Khí tự nhiên)
(Naphta)

hoặc MgAl2O4

Xúc tác thường có dạng 7 lỗ để tăng diện
tích tiếp xúc, tăng cường khả năng trao đổi
nhiệt, trao đổi chất.


Phần II:
Thành phần xúc tác

 - Trên bề mặt xúc tác có thể tồn tại 2 loại Ni :

Ni tự do ( không liên kết với chất mang ), Ni
liên kết ( liên kết với chất mang ).
 - Ni tự do có thể là tâm xúc tác cho phản ứng
dehydro hóa, còn Ni liên kết có thể là tâm xúc
tác cho phản ứng hydro hóa.
 - Sự hình thành 2 loại Ni phụ thuộc vào hàm
lượng Ni và nhiệt độ nung xúc tác.


Phần III: Phương pháp điều chế
 Phương pháp tạo xúc tác kim loại
 Phương pháp đồng kết tủa
 Phương pháp tẩm
 Phương pháp trộn cơ học
 Phương pháp trao đổi ion
 Phương pháp bay hơi


Phần III: Phương pháp điều chế
1>Phương pháp tạo xúc tác kim loại:
a>phương pháp khử các oxit kim loại
Tác nhân khử : H2 ở nhiệt độ cao


Phần III: Phương pháp điều chế
b> Phương pháp điện hóa
Kim loại được tạo ra nhờ quá trình điện phân
muối

Phần III: Phương pháp điều chế
2>Phương pháp đồng kết tủa
a>Tạo hỗn hợp 2 hay nhiều oxit
• Do xúc tác là hỗn hợp của hai hay nhiều oxit
vậy có thể dung phương pháp này
• Nguyên tác cho kết tủa với bazơ hỗn hợp
dung dịch 2 hay nhiều muối,sau đó mang
hydroxyt kết tủa đi nung


Phần III: Phương pháp điều chế
b>Tạo xúc tác trên chất mang bằng phương
pháp đồng kết tủa:
• Phương pháp này tương tự tạo hỗn hợp xúc
tac nhiều oxit
• Nguyên tắc của phương pháp này bổ sung kim
loại của một hợp chất dễ tan lên một hỗn hợp
chất khó tan khác ,trong đó ,chất mang là hỗn
hợp chất của kim loại khó tan và kết tủa nước.


Phần III: Phương pháp điều chế
• 3> Phương pháp tẩm
• a>Tẩm dưới áp suất thường
• nguyên tắc:cho xúc tác ngâm trong dung dich
muối của xúc tác hoặc dung dich xúc tác ở áp
suất thường


Phần III: Phương pháp điều chế

• b>phương pháp tẩm dưới áp suất chân không
• phương pháp này về nguyên tắc tương tự
phương pháp tẩm dưới áp suất thường chỉ là
được tạo ra dưới áp suất chân không
• ưu điểm của phương pháp này là xúc tác đều
hơn,bề mặt tiếp xúc gần như bề mặt chất
mang


Phần III: Phương pháp điều chế


Phần IV: Đặc trưng của xúc tác
 Nghiên cứu các tính chất, cấu trúc của xúc tác
ảnh hưởng tới động học của phản ứng.
 Các yếu tố hình học chính ảnh hưởng tới hoạt
động của các hạt chất xúc tác là tỷ số bề mặt
của hạt trên một đơn vị khối lượng.


Phần IV: Đặc trưng của xúc tác
Các dạng xúc tác 1 lỗ, 3 lỗ, 4 lỗ, 4 lỗ có rãnh và 6
lỗ


Phần IV: Đặc trưng của xúc tác

Bảng 1: kết quả định lượng cho các lò phản ứng sử dụng 5 dạng hình học
của xúc tác

Phần IV: Đặc trưng của xúc tác
Bảng 2: Bảng phân tích cho từng hạt


Phần IV: Đặc trưng của xúc tác
Kiểm tra nhiệt, so sánh Gradient


Phần IV: Đặc trưng của xúc tác
Lưu lượng dòng khi đi qua nêm của thiết bị phản ứng


Phần IV: Đặc trưng của xúc tác
Các gradien khí metan trên xúc tác:


Phần V: Nguyên nhân mất hoạt tính chất
xúc tác
Bốn thách thức đối với chất xúc tác Nickel
reforming hơi nước
 Hoạt động
 Ngộ độc lưu huỳnh
 Hình thành Carbon
 Quá trình thiêu kết