Loading...
Preparation and Evaluation of Mesoporous Nanostructured Nickel Catalysts for Syngas Production by Combined Reforming of Methane
Jalali, Ramin | 2018
2593
Viewed
- Type of Document: M.Sc. Thesis
- Language: Farsi
- Document No: 50483 (06)
- University: Sharif University of Technology
- Department: Chemical and Petroleum Engineering
- Advisor(s): Baghalha, Morteza; Rezaei, Mehran
- Abstract:
- In this study, the effect of nano-structure mesoporous supports on the performance of the nickel catalysts in the combined reforming process was investigated. In the first part, magnesium aluminate spinel was prepared using a sol-gel method and employed as a catalyst support for the preparation of nickel catalysts with various nickel contents. The samples were characterized using BET, XRD, TPR, TPO, CO chemisorption and SEM techniques. The results showed that increasing the nickel content up to 7.5 wt.% improved the catalytic activity, but further increase in nickel content decreased the activity due to the decrease in the nickel dispersion. The catalysts except of the sample with 2.5 wt.% Ni exhibited high stability in combined reforming. The results of the TPO and SEM analyses confirmed that the carbon was not deposited on the surface of the spent catalysts under the reaction conditions used for the combined reforming. In addition, the effect of the support modifiers (cobalt, copper, iron, nickel and zinc) was studied in order to improve the catalytic activity and stability. The obtained results showed that the higher the surface area, the higher the activity, and then the support with higher thermal stability possessed higher stability in this reaction. The catalyst supported on the support modified with nickel possessed the highest surface area and nickel dispersion and consequently showed the lowest degree of carbon deposition on the catalyst surface
- Keywords:
- Nickel ; Synthesis Gas ; Methane Conversion ; Mesoporous Materials ; Nickel Catalyst ; Nanostructure ; Mesoporous Structure ; Complex Reforming
- محتواي کتاب
- view
- تصویب نامه
- چکیده
- 1-1 مقدمه 2
- 1-2 فناوريهاي توليد گاز سنتز 4
- 1-3 ريفرمينگ ترکیبی دیاکسیدکربن و اکسیداسیون جزئی متان 14
- 1-4 بررسی تشکيل کربن در فرآيند ريفرمينگ متان 19
- 1-5 کاتالیست های نیکل دار 23
- 2-1 مقدمه 31
- 2-2 سازوکار انجام واکنش ریفرمینگ خشک 31
- 2-3 پایه مناسب برای ریفرمینگ خشک 33
- 2-4 اسپینل آلومینات منیزیم 36
- 2-5 تفکیک کربن دی اکسید بر روی فلزات واسطه 40
- 3-1 مقدمه 45
- 3-2 مواد مورد نیاز برای تهیه کاتالیست 45
- 3-3 وسایل مورد نیاز برای تهیه کاتالیست 45
- 3-4 ارزیابی مشخصات کاتالیست 49
- 3-5 ارزیابی راکتوری کاتالیست 55
- 3-6 روابط استفاده شده برای بدست آوردن درصد تبدیل و بازده 60
- 4-1 مقدمه 63
- 4-2 تهیه پایه آلومینات منیزیم و کاتالیستهای با درصد مختلف نیکل 63
- 4-3 بررسی تاثیر حضور فلزات مختلف در پایه کاتالیست 82
- 5-1 نتیجه گیری 107
- 5-2 پیشنهادات 111
- فصل 1 مقدمه
- فصل 2 مروری بر منابع
- فصل 3 تجهیزات و روشهای آزمایشگاهی
- 3-1 مقدمه
- 3-2 مواد مورد نیاز برای تهیه کاتالیست
- 3-3 وسایل مورد نیاز برای تهیه کاتالیست
- 3-4 ارزیابی مشخصات کاتالیست
- 3-4-1 اندازهگیری مساحت سطح با روش BET
- 3-4-2 شناسایی نوع فاز بلوری و کریستالینگی کاتالیست با XRD
- 3-4-3 آنالیز احیا برنامه ریزی شده دمایی (TPR)
- 3-4-4 آنالیز اکسایش برنامه ریزی شده دمایی (TPO)
- 3-4-5 آنالیز جذب شیمیایی کربن منوکسید (CO Chemisorption)
- 3-4-6 میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)
- 3-4-7 ميكروسكوپ الكتروني عبوري (TEM)
- 3-5 ارزیابی راکتوری کاتالیست
- 3-6 روابط استفاده شده برای بدست آوردن درصد تبدیل و بازده
- فصل 4 آزمایشها و نتایج
- 4-1 مقدمه
- 4-2 تهیه پایه آلومینات منیزیم و کاتالیستهای با درصد مختلف نیکل
- 4-2-1 خصوصیات ساختاری کاتالیستهای با درصد بارگزاری مختلف نیکل
- 4-2-2 آنالیز احیا برنامه ریزی شده دمایی (TPR)
- 4-2-3 نتایج آزمون راکتوری
- 4-2-4 عملکرد کاتالیست های تهیه شده در بلند مدت
- 4-2-5 آنالیز اکسیداسیون برنامه ریزی شده دمایی و عکس های SEM کاتالیست های مستعمل
- 4-2-6 تاثیر دمای احیا بر عملکرد کاتالیست در بلند مدت
- 4-2-7 تاثیر پارامتر GHSV بر روی عملکرد کاتالیست
- 4-2-8 تاثیر نسبت خوراک ورودی بر عملکرد کاتالیست
- 4-2-9 آنالیز TPO و عکس های SEM از کاتالیست های مستعمل تاثیر نسبت خوراک
- 4-3 بررسی تاثیر حضور فلزات مختلف در پایه کاتالیست
- فصل 5 نتیجه گیری و پیشنهادات
- مراجع