双峰孔分布CN-18催化剂上甲烷蒸汽转化宏观动力学

【摘要】：CN - 18气态烃蒸汽转化催化剂是以α Al2 O3为载体的浸渍型Ni活性组分催化剂。其孔分布为 ,催化剂活性孔径 50 0× 10 - 10 ～ 50 0 0× 10 - 10 m ,输送孔径 10 0 0 0× 10 - 10 m。该催化剂孔内的有效扩散系数为 2 .4 50× 10 2 ～ 2 .90 5× 10 2 (cm2 /s) ,比通常工业使用的单峰孔催化剂的有效扩散系数要大一倍左右 ,对消除化学反应时的内扩散阻滞起到积极作用。用内循环无梯度反应器 ,在压力 3.0MPa(绝 ) ,温度 550～ 750℃ ,水碳比 (ΣH2 O/ΣC) =2 .0～ 4 .0 ,碳空速 4 .5× 10 5～ 1.1× 10 6 h- 1的条件下 ,测取CN - 18催化剂上甲烷蒸汽转化反应的宏观动力学数据 ,用CH4 +H2 O =CO +3H2 和CH4 +2H2 O =CO2 +4H2 ,所谓平行反应模型来描述反应的进行。将测得的数据采用阻尼最小二乘法回归处理得到了CN -18催化剂上甲烷蒸汽转化反应的一氧化碳和二氧化碳 (RCO和RCO2 )生成的宏观速率式为 :RCO=6 .13×10 6 exp[- 2 .2 74× 10 5/ (RgT) ]P1.1CH4(1- βCO)和RCO2 =5.0 9× 10 6 exp[- 1.12 4× 10 5/ (RgT) ]P0 .8CH4P- 1.2H2 P0 .8H2 O(1-βCO2 )。该式可用于使用CN - 18催化剂时反应器的设计计算 【作者单位】： 四川大学化工学院 四川大学化工学院 四川大学化工学院
【关键词】： 甲烷 CN-催化剂 蒸汽转化 宏观动力学
【分类号】：TQ03
【正文快照】： 多年来 ,从化学反应工程的研究发现 ,象甲烷蒸汽催化转化反应这类工业过程 ,反应严重受固体催化剂内的内扩散阻滞 ,化学反应仅在催化剂外表面的一个薄层进行 ,在反应温度时[1] ,催化剂的有效作用层仅有0 .0 2～ 0 .0 4ｍｍ被利用 ,催化剂的内表面利用率很低 ,一般都在 0 .1～

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