. 1.2 Пароуглекіслотная конверсія метану на 5% Co-М1 (9: 1) - 5% М2/Al2O3 каталізаторі
З метою комбінування процесів углекислотной і парової конверсії метану була проведена вуглекислотна і пароуглеіслотная конверсія метану з додаванням СО у вихідну суміш на 5% Co-М1 (9: 1) - 5% М2/Al2O3 каталізаторі. Процес проводився в проточній лабораторної кварцовою установці при введенні до складу вихідної суміші 10-30 об.% Парів води і 5% оксиду вуглецю при варіюванні об'ємної швидкості і температури.
3.1.2.1 Пароуглекіслотная конверсія метану на 5% Co-М1 (9: 1) - 5% М2/Al2O3 каталізаторі
Пароуглекіслотний риформінг метану проводили на 5% Co-М1 (9: 1) - 5% М2/Al2O3 каталізаторі при варіюванні температури від 467 до 715 0 С і атмосферному тиску. Дані щодо впливу температури на ступеня конверсії метану та діоксиду вуглецю наведені в таблиці 3. Ступінь конверсії метану зростає від 5,5 до 100% з підвищенням температури від 467 до 715 0 С. При температурі 7150С досягається максимальна ступінь конверсії метану 100%, тобто відбувається повна конверсія метану. Ступінь конверсії діоксиду вуглецю зростає від 30,56 до 100% у тому ж інтервалі температур. Ступінь конверсії метану при температурі 615 0 С вже становить 100%.
Таблиця 3 Пароуглекіслотная конверсія метану на 5% Co-М1 (9: 1) - 5% М2/Al2O3каталізаторе
Температура процесу, ° ССтепень конверсії,% Відношення Н2/СОСО2CН44675,50244630,560095,24867848712,3823938,921793,52584451919,9548448,37013,02184854134,9416660,6561656345,4572869,561162,32941859455,6943983,185652,41259761273,157788,821532,08759263178,840895,012361,93003164383,2969597,530661,76216965186,2175499,050971,67059566091,050061001,63354567092,706061001,58793968196,529921001,5951969298,103121001,5610469698,682721001,53377270498,946181001,5187017121001001,5320997151001001,521283
Зміна ступеня конверсії метану і діоксиду вуглецю з підвищенням температури в процесі паро-углекислотной конверсії метану графічно показано на малюнку 15. З підвищенням температури ступеня конверсії метану та діоксиду вуглецю змінюються з досить близькими відхиленнями.
При паро-углекислотной конверсії метану на кобальтовому каталізаторі продуктом реакції є синтез-газ. При повному перетворенні метану при температурі процесу 7000С утворюється синтез-газ має склад H2/CO=1,49
У всьому вивченому інтервалі температур на 5% Co-М1 (9: 1) - 5% М2/Al2O3 в пароуглекіслотной конверсії метану утворюється синтез-газ. В інтервалі температур 353-487 о С виходи водню і монооксиду вуглецю менше 0,99 і 0,19 мкмоль/г кат * с відповідно, значний вихід Н2 і СО спостерігається при температурі процесу вище 660оС. На малюнку 6 показано вплив температури на виходи Н2 і СО в інтервалі температур 631-715 о С. З підвищенням температури виходи Н2 і СО збільшуються. При варіюванні температури процесу від 631 до 715 о С вихід водню збільшується від 2,8 до 3,49 мкмоль/г кат * с. У той час як, вихід монооксиду вуглецю зростає від 1,83 до 2,35 мкмоль/г кат * с в інтервалі температур 631-715 о С. Необхідно відзначити, що вихід водню вище монооксиду вуглецю у всьому вивченому інтервалі температур (малюнок 16).
У ході проведення дослідів була приготовлена ??нова суміш складу СН4: СО2: Ar: СО=1: 1: 7: 0,01, тому нижче буде проведено порівняльний аналіз паро-углекислотной конверсії на 5% Co-М1 (9: 1) - 5% М2/Al2O3.
Малюнок 15 Вплив температури на ступеня конверсії СН4 і СО2 при паро-вуглекислотному ріформінге метану на 5% Co-М1 (9: 1) - 5% М2/Al2O3 каталізаторі
Малюнок 16. 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
3.1.2.2 Вплив води на процеси вуглекислотного риформінгу і біріформінга метану
Порівняємо процеси риформінгу і біріформінга на 5% Co-М1 (9: 1) - 5% М2/Al2O3 каталізаторі. Порівняльні дані по углекислотной і паро-углекислотной конверсії метану на кобальтовому каталізаторі наведені в таблиці 4.
Повний перетворення метану здійснюється як при вуглекислотному ріформінге, так і при паро-углекислотной конверсії метану.
При углекислотной конверсії метану повне перетворення метану відбувається при 725 0 С, у той час як конверсія діоксиду вуглецю становить 96,05%. При температурі процесу 725 0 С синтез-газ має склад H2/CO=1,26.
Таблиця 4 Вплив води на процес риформінгу метану на 5% Co-М1 (9: 1) - 5% М2/Al2O3 при Р=0,1 МПа, Vоб=1000ч - 1, СО2: СН4: Ar=1: 1: 7; СО2: СН4: Н2О== 1: 1: 0,14
КаталізаторПроцессt, 0CСтепень конверсії,% H2/CO? H2/CO? ХCO2? T, 0C ...
