Vai trò -AlAl2O3tác lưỡng chức hoặc chất mang tương tác tính tác dụng với các pha hoạt tính làm cho chúng phân tán tốt hơn Vai trò -AlAl2O3 tác lưỡng chức hoặc chất mang tương tác t
Trang 1Tìm hiểu và nghiên cứu xúc tác
trong quá trình metan hóa
Tìm hiểu và nghiên cứu xúc tác
trong quá trình metan hóa
GVHD : PGS.TS PHẠM THANH HUYỀN
TỐNG VĂN THỐNG HOÀNG VĂN DƯƠNG NGHIÊM QUỐC MINH
GVHD : PGS.TS PHẠM THANH HUYỀN
TỐNG VĂN THỐNG HOÀNG VĂN DƯƠNG NGHIÊM QUỐC MINH
Trang 2NỘI DUNG
Trang 3Sơ đồ tổng quát tổng hợp Amoniac của hãng HALOOR TOPSOE
đang được ứng dụng tại nhà máy Đạm Phú Mỹ
Sơ đồ tổng quát tổng hợp Amoniac của hãng HALOOR TOPSOE
đang được ứng dụng tại nhà máy Đạm Phú Mỹ
GIỚI THIỆUcác loại cacbon
oxit dư chuyển hóa thành CH4
Xúc tác PK-7R
Trang 4Phương trình phản ứng metan hóa
CO + H2 CH 4 + H2O + Q
CO2 + 4H2 CH 4 + 2H2O + Q
Đây là phản ứng toả nhiệt
Xúc tác dị thể thường sử dụng Ru> Fe >Ni >Co (ngoài ra các oxit
kim loại cũng được sử dụng như NiO, ZnO…)/ Al2O3, SiO2,…
Đây là phản ứng toả nhiệt
Xúc tác dị thể thường sử dụng Ru> Fe >Ni >Co (ngoài ra các oxit
kim loại cũng được sử dụng như NiO, ZnO…)/ Al2O3, SiO2,…
Trang 8THÔNG SỐ VẬT LÝ CỦA -AlAL2O3 THEO
Trang 9Vai trò -AlAl2O3
tác lưỡng chức hoặc chất mang tương tác
tính tác dụng với các pha hoạt tính làm cho chúng phân tán tốt hơn
Vai trò -AlAl2O3
tác lưỡng chức hoặc chất mang tương tác
tính tác dụng với các pha hoạt tính làm cho chúng phân tán tốt hơn
THÀNH PHẦN VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ
Trang 10ĐIỀU CHẾ XÚC TÁC
Điều chế Ni, chất mang -AlAl2O3
Tạo hình cho chất mang
Đưa Ni lên chất mang (Haldor Topsoe)
Điều chế Ni, chất mang -AlAl2O3
Tạo hình cho chất mang
Đưa Ni lên chất mang (Haldor Topsoe)
THÀNH PHẦN VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ
Trang 11Điều chế -AlAl2O3
1 Nung Gibbsit, Bayerit, Nordstrandit và
Điều chế -AlAl2O3
1 Nung Gibbsit, Bayerit, Nordstrandit và
THÀNH PHẦN VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ ĐIỀU CHẾ XÚC
TÁC ĐIỀU CHẾ XÚC
TÁC
Trang 12Sơ đồ chu trình Bayer điều chế Al 2 O 3
THÀNH PHẦN VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ
Trang 13Tạo hình chất mang
Trang 14QÚA TRÌNH ĐƯA NIKEN LÊN CHẤT
Trang 16Điều chế PK-Al7R theo phương pháp của Haldor Topsoe
o Xúc tác PK-Al7R được tiếp xúc để xử lý khí ở điều kiện hoạt động bình thường và metan hóa bắt đầu ngay lập tức
o Hoạt động ở nhiệt độ thấp sẽ tiết kiệm năng lượng
o Xúc tác dạng hình vòng :
- Giảm 50% áp lực so với xúc tác dạng hình cầu hay hình trụ
thông thường
Điều chế PK-Al7R theo phương pháp của Haldor Topsoe
o Xúc tác PK-Al7R được tiếp xúc để xử lý khí ở điều kiện hoạt động bình thường và metan hóa bắt đầu ngay lập tức
o Hoạt động ở nhiệt độ thấp sẽ tiết kiệm năng lượng
o Xúc tác dạng hình vòng :
- Giảm 50% áp lực so với xúc tác dạng hình cầu hay hình trụ
thông thường
THÀNH PHẦN VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ
Trang 18Bề mặt riêng (S BET ) của chất mang và các chất xúc tác có thành
Trang 19CƠ CHẾ VÀ ĐẶC TRƯNG XÚC TÁC
Kết quả chuẩn độ xung
Diện tích bề mặt Ni trên 1g xúc tác (SNi), diện tích bề mặt của 1g Ni (S’Ni), kích thước tinh thể Ni (dNi) và độ phân tán Ni trên bề mặt xúc tác (YNi) của các hệ xúc tác
Các phương pháp nghiên cứu đặc trưng của xúc tác
Trang 20Kết quả khảo sát bằng phương pháp XRD
Phổ XRD của các xúc tác Ni/Al: I- Ni/Al; II- NiCe/Al; III- NiLi/Al; IV-NiCa/Al
ĐẶC TRƯNG XÚC TÁC
Trang 21CƠ CHẾ VÀ ĐẶC TRƯNG XÚC
TÁC
CƠ CHẾ VÀ ĐẶC TRƯNG XÚC
TÁC
Các phương pháp nghiên cứu đặc trưng của xúc tác
Phổ XRD của các mẫu xúc tác 1- Ni/Si; 2- NiCa/Si; 3- Ni/Al+Si; 4-Ni/Ti
Trang 22CƠ CHẾ VÀ ĐẶC TRƯNG XÚC
TÁC
CƠ CHẾ VÀ ĐẶC TRƯNG XÚC
TÁC
Các phương pháp nghiên cứu đặc trưng của xúc tác
Kết quả khảo sát bằng phương pháp SEM
Trang 25ĐẶC TRƯNG XÚC TÁC
Trang 26Kết luận:
Đối với cả hai phản ứng metan hóa CO2 và metan hóa hỗn hợp CO+CO2 yếu tố quyết định hoạt độ xúc tác là lượng tâm Ni 2+ bị khử Lượng tâm Ni2+ phụ thuộc vào bản
chất chất mang và phụ gia Nhôm oxit -ALAL 2 O 3 đã chứng
tỏ là chất mang phù hợp nhất.
Xúc tác NiLi/Al (37.7% NiO + 0.3% Li 2 O/Al 2 O 3 ) thể hiện
hoạt độ tương đương với xúc tác thương mại, nó chuyển hóa hoàn toàn hỗn hợp CO và CO2 ở nhiệt độ không quá 250C với độ chọn lọc metan xấp xỉ 100% và độ bền cao, có khả năng được ứng dụng trong thực tế
Trang 27vs O trên bề mặt xúc tác
và giải hấp các sản phẩm phản ứng.
GĐ3: Hydro hóa các nguyên tử C
vs O trên bề mặt xúc tác
và giải hấp các sản phẩm phản ứng.
GĐ2: Phân ly
CO thành các nguyên tử
Trang 28NGUYÊN NHÂN MẤT HOẠT TÍNH
Chất niken cacbonyl có độc tố cao hình thành khi khí CO từ khí công nghệ tiếp xúc với niken trong xúc tác
Khi khí công nghệ không tiếp xúc với xúc tác metan hóa ở nhiệt độ dưới 200C, khả năng hình thành niken cacbonyl có thể tránh khỏi
Phải ngừng đưa khí công nghệ vào thiết bị metan hóa trước khi nhiệt độ đạt 200C và trơ hóa thiết bị bằng nitơ
Chất niken cacbonyl có độc tố cao hình thành khi khí CO từ khí công nghệ tiếp xúc với niken trong xúc tác
Khi khí công nghệ không tiếp xúc với xúc tác metan hóa ở nhiệt độ dưới 200C, khả năng hình thành niken cacbonyl có thể tránh khỏi
Phải ngừng đưa khí công nghệ vào thiết bị metan hóa trước khi nhiệt độ đạt 200C và trơ hóa thiết bị bằng nitơ
Trang 29o Tăng hoạt tính xúc tác: thêm vào 1 ít K2O
Trang 30TRẠNG THÁI XÚC TÁC SAU KHI TIẾP XÚC VỚI
K2CO3
TRẠNG THÁI XÚC TÁC SAU KHI TIẾP XÚC VỚI
K2CO3
Trang 31KHUYẾN CÁO VỀ AN TOÀN XÚC TÁC
trước khi mở cửa thiết bị phản ứng
nhiệt độ phản ứng dưới 200C
độc và ảnh hưởng tới sức khỏe con người
trước khi mở cửa thiết bị phản ứng
nhiệt độ phản ứng dưới 200C
độc và ảnh hưởng tới sức khỏe con người
Trang 32THU HỒI
Xúc tác Ni rất độc nên
không thể thải ra ngoài
môi trường, chôn lấp Hiện
nay đang có hướng nghiên
cứu xử lý bằng cách hòa
tan bằng axit, sau đó điện
phân để thu hồi kim loại
Xúc tác Ni rất độc nên
không thể thải ra ngoài
môi trường, chôn lấp Hiện
nay đang có hướng nghiên
cứu xử lý bằng cách hòa
tan bằng axit, sau đó điện
phân để thu hồi kim loại
Trang 33TÀI LIỆU THAM KHẢO
1 GS.TS Đào Văn Tường -Al Động Học Xúc Tác – NXB khoa học và kĩ thuật.
2 PGS.TS Phạm Thanh Huyền-AlPGS.TS Nguyễn Hồng Liên-Al Công Nghệ Tổng Hợp
Hữu Cơ Hóa Dầu – NXB khoa học và kĩ thuật.
3 Đinh Thị Ngọ, Nguyễn Khánh Diệu Hồng -Al Hóa Học Dầu Mỏ và Khí -Al Nhà xuất
bản khoa học và kỹ thuật -Al 2012
4 Anderson, John R Boudart, Michel -Al Catalysis Catalytic Steam Reforming.
5 Calvin H Bartholomew, Robert J Farrauto(auth.) Fundamentals of Industrial
Catalytic Processes, Second Edition -Al 2005.
6 http://www.topsoe.com/products/pk-Al7r
7 http://www.vast.ac.vn/
8 Tạp chí khoa học công nghệ tập 45, số 6 (ĐB), 2007 TR 227-Al254
1 GS.TS Đào Văn Tường -Al Động Học Xúc Tác – NXB khoa học và kĩ thuật.
2 PGS.TS Phạm Thanh Huyền-AlPGS.TS Nguyễn Hồng Liên-Al Công Nghệ Tổng Hợp
Hữu Cơ Hóa Dầu – NXB khoa học và kĩ thuật.
3 Đinh Thị Ngọ, Nguyễn Khánh Diệu Hồng -Al Hóa Học Dầu Mỏ và Khí -Al Nhà xuất
bản khoa học và kỹ thuật -Al 2012
4 Anderson, John R Boudart, Michel -Al Catalysis Catalytic Steam Reforming.
5 Calvin H Bartholomew, Robert J Farrauto(auth.) Fundamentals of Industrial
Catalytic Processes, Second Edition -Al 2005.
8 Tạp chí khoa học công nghệ tập 45, số 6 (ĐB), 2007 TR 227-Al254
