Губарені Є. В. Три-риформінг метану за участю вуглекислого газу, водяної пари та кисню на металоксидних нікель алюмінієвих каталізаторах

Дисертацію присвячено з'ясуванню впливу компонентів метал-оксидних каталізаторів Ni-MxOy-Al2O3/кордієрит (MxOy = La2O3, CeO2, K2O, Na2O, CaO, MgO) на їх активність і селективність в реакціях окислювальної конверсії метану (парціального окиснення, парової, вуглекислотної конверсії та три-риформінгу метану) і розробленню високоефективних алюмо-нікелевих каталізаторів з оптимальними структурними характеристиками та функціональними властивостями. Показано, що додавання оксидів рідкісноземельних елементів до складу алюмо-нікелевих каталізаторів гальмує утворення алюмо-нікелевої шпінелі (на стадії приготування каталізатора), що полегшує відновлення нікелю та формування активної каталітичної композиції. Добавки оксидів рідкісноземельних (La2O3, CeO2) та лужних (K2O, Na2O) металів у складі Ni-Al2O3 каталізаторів забезпечують їх стабільну роботу в процесі окси-вуглекислотно-парової конверсії метану, дозволяють знизити вміст водяної пари в умовах як парового, так і три-риформінгу метану зі збереженням високих конверсій і виходу по водню. Роль CeO2 і La2O3 полягає також в збільшенні концентрації і підвищенні рухливості поверхневого кисню, що прискорює окиснення поверхневих вуглецевих структур та запобігає завуглецюванню каталізатора. Введення СеО2 до складу Ni-Al2O3/кордієрит каталізаторів призводить до гальмування реакції водяного зсуву в процесі окиснювального риформінгу метану за участю водяної пари. У процесі три-риформінгу метану підвищення вмісту водяної пари у реакційній суміші призводить до зростання конверсії вуглекислого газу, що може бути обумовлено реалізацією додаткового маршруту його активації при взаємодії з атомарним воднем, продуктом дисоціації водяної пари. Визначено умови і показано можливість проведення процесу три-риформінгу метану за режиму, наближеного до термонейтрального. Варіювання вмісту окисників (СО2, Н2О і О2) у складі реакційної суміші дозволяє змінювати співвідношення Н2/СО у синтез-газі від 1,0 до 4,0.