хід кисневмісних продуктів визначався з урахуванням загальної маси/об'єму утворився каталізата за одиницю часу з одиниці вихідного продукту.
Виходи Н2 і СО розраховуються за допомогою наступних формул:
, мкмоль/г кат * с,
, мкмоль/г кат * с,
де - обсяги Н2 і СО, мл;- Об'ємна швидкість подачі сировини, ч - 1;- Вміст метану і діоксиду вуглецю в вихідної газової суміші; mкат - маса каталізатора (г), Vпр - обсяг введеної проби для газохроматографічних аналізів (мл); 22,4 * 103- обсяг 1 моля газу (мл).
3. Обговорення результатів
. 1 вуглекислотні та паро-вуглекислотна конверсія метану на Со-вмісних каталізаторах
За активністю і стабільності Co-каталізатори схожі з нікелевими системами. У даній роботі парову конверсію біогазу вивчали на новому 5% Co-М1 (9: 1) - 5% М2/Al2O3 каталізаторі.
Для дослідів була приготовлена ??експериментальна суміш з соотношеніемСН4: СО2: Ar складовими 1: 1: 7. Потім з метою збільшення виходу оксиду вуглецю для відповідного співвідношення отриманого синтез-газу у вихідну суміш додали СО з подальшим співвідношенням СН4: СО2: Ar: СО=1: 1: 7: 0,01.Експеріменти здійснювалися в лабораторній кварцовою установці проточного типу, представленої рисунку А.1 (Додаток А), при атмосферному тиску, варіюванні об'ємної швидкості в межах 900-1000 год - 1 і температури процесу від 300-750оС. У даній роботі були вивчені вплив температури, парів води, об'ємної швидкості і впливу зміни вихідного складу суміші на вихід продуктів.
. 1.1 вуглекислотного конверсія метану на 5% Co-М1 (9: 1) - 5% М2/Al2O3каталізаторе
Риформинг метану на 5% Co-М1 (9: 1) - 5% М2/Al2O3 каталізаторі проводився при варіюванні температури від 485 до 7430С. Дані щодо впливу температури на ступеня конверсії метану та діоксиду вуглецю наведені в таблиці 2. З підвищенням температури ступеня конверсії метану та діоксиду вуглецю зростають. Таким чином, ступінь конверсії метану зростає від 8,35 до 100% із збільшенням температури від 485 до 743 0 С, а ступінь конверсії діоксиду метану підвищується від 31,71 до 100% у тому ж температурному інтервалі. Максимальний ступінь конверсії діоксиду вуглецю досягається при 7430С і становить 96,42%, тобто також спостерігається повна конверсія метану.
Вплив температури на ступеня конверсії метану та діоксиду вуглецю графічно представлені на малюнку 13. З малюнка видно, що ступінь конверсії метану різко зростає від 31,715 до 100% з підвищенням температури від 485 до 743 0 С.
Таблиця 2 Активність 5% Co-М1 (9: 1) - 5% М2/Al2O3 каталізатора в пароуглекіслотной конверсії метану
Температура процесу, 0ССтепень конверсії,% Відношення Н2/СОСО2CН44858,3531,711,3450013,1740,661,3352924,6448,481,2654532,8556,971,2355535,1561,861,1761564,4685,391,1963270,2289,611,2565378,8494,391,2066480,5995,611,2167885,5198,661,1969388,2599,171,2172596,05100,001,2374396,42100,001,26
У всьому вивченому інтервалі температур продуктом вуглекислотного риформінгу метану на 5% Co-М1 (9: 1) - 5% М2/Al2O3 каталізаторі є синтез-газ, вихід якого становить 90-100% залежно від температури. Співвідношення H2/CO в синтез-газі, отриманому при температурі 7430С, становить 1,23 (таблиця 3). При цьому ступеня конверсії метану та діоксиду вуглецю складають ~ 100%.
У всьому вивченому інтервалі температур на 5% Co-М1 (9: 1) - 5% М2/Al2O3 в углекислотной конверсії метану утворюється синтез-газ. В інтервалі температур 457-500оС виходи водню і монооксиду вуглецю менше 0,86 і 0,65 мкмоль/г кат * с відповідно, значний вихід Н2 і СО спостерігається при температурі процесу вище 675оС. На малюнку 6 показано вплив температури на виходи Н2 і СО в інтервалі температур 615-725 о С. З підвищенням температури виходи Н2 і СО збільшуються. При варіюванні температури процесу від 615 до 725 о С вихід водню збільшується від 2,29 до 3,09 мкмоль/г кат * с. У той час як, вихід монооксиду вуглецю зростає від 1,83 до 2,46 мкмоль/г кат * с в інтервалі температур 615-725 о С. Необхідно відзначити, що вихід водню вище монооксиду вуглецю у всьому вивченому інтервалі температур (малюнок 14).
Малюнок 13 Вплив температури на ступеня конверсії СН4 і СО2 при углекислотной переробці метану на 5% Co-М1 (9: 1) - 5% М2/Al2O3 каталізаторі
Малюнок 14 Вплив температури на виходи Н2 і СО в вуглекислотному ріформінге метану на% Co-М1 (9: 1) - 5% М2/Al2O3 каталізаторі при СН4: СО2=1: 1, Р=0 , 1 МПа, Vо=1000 год - 1
Крім синтез-газу при високих температурах, 800-900оС, утворюються рідка фракція кислих з'єднанні, в основному оцтова кислота.
...
