CO、CO2及其混合物加氢转化制甲烷的热力学平衡研究
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燃料化学学报
- 网络首发时间:2024-05-29 11:02:21
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作者
王晗郭淑佳秦张峰李志凯王国富董梅樊卫斌王建国
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单位
中国科学院山西煤炭化学研究所煤炭高效低碳利用国家重点实验室中国科学院大学
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摘要
由CO和CO2加氢制甲烷是目前氢能储存及燃料和化学品可持续生产的有效途径之一,但目前对该反应过程(尤其是针对CO和CO2混合物加氢)的一些细节尚不明晰。为此,作为前期有关CO和CO2加氢制烯烃和醇研究工作的补充,本工作对CO和CO2,尤其是两者混合物的加氢制甲烷反应过程进行了热力学分析。结果证实,与单独CO或CO2相比,二者混合物加氢制甲烷更为合适,总碳基甲烷收率可作为评估甲烷合成反应过程效率的重要指标。CO加氢的甲烷平衡收率比CO2加氢的高,而CO和CO2混合物加氢的总碳基甲烷平衡收率位于两者之间;对于CO和CO2混合物加氢,尽管CO和CO2的平衡转化率随进料组成不同会有很大的变化,但其总碳基甲烷平衡收率随着原料中CO2/(CO+CO2)物质的量比的增大而线形降低。整体上看,在温度低于400℃和压力高于0.1 MPa时,无论是CO、CO2、还是两者混合物的化学计量比加氢,其总碳基甲烷平衡收率均高于85%。这些结果无疑对高效CO和CO2加氢制甲烷催化剂研制及反应过程的设计和操作优化有重要的参考价值。
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关键词
热力学平衡2加氢"name="keyword">CO2加氢CO加氢甲烷化总碳基收率2混合物"name="keyword">CO和CO2混合物