3.7 Испытание образцов катализаторов в реакции окисления со и н2

Синтезированные образцы катализаторов предназначены для процесса конверсии углеводородов и получения водородсодержащего газа. Для подтверждения перспективности их применения в целевом процессе и выбора оптимальных условий формирования в виде микросруктурированного элемента каталитического реактора была проведена сравнительная оценка их каталитической активности в модельных реакциях окисления оксида углерода и водорода. Технологическая операция восстановления NiO в Ni не проводилась; частичное восстановление оксида никеля в образцах катализатора происходило при окислении ими СО, после чего соответствующий образец испытывали в реакции окисления водорода.

Результаты определения степени окисления СО и Н₂ полученными образцами катализатора представлены на рисунках 15 и 16, соответственно.

Рисунок 15- Зависимость степеней превращения от температуры для образцов катализатора в реакции окисления СО

Наиболее активным (из исследованы) катализатором, работающим при более низких температурах, является катализатор, полученный методом пропитки гранул Ni(NO)₃* 6H₂O. Температура начала его работы составляет 265⁰С, далее при повышении температуры степень превращения катализатора резко возрастает таким образом, что при достижении температуры 330⁰С степень превращения составляет уже 96%.

В отличие от катализатора, полученного методом пропитки, образцы с активным компонентом, введенным в суспензию, начинают работать лишь при температуре от 300-320 ⁰С и достигают высокой степени превращения лишь при повышенных температурах (500 ⁰С). Причем, катализатор, полученный внесением в суспензию Ni(NO)₃, при максимальных ( в условиях испытаний -500С) температурах достигает степени превращения лишь 69%.

Образец катализатора из суспензии с карбонатом никеля, начиная эффективно работать, как и образец с нитратом никеля, лишь выше 300С, отличается от последнего более резким повышением активности в области температур выше 400С и «демонстрирует» тенденцию к достижению степени превращения, близкой к 100 %.

Рисунок 16 - Зависимость степеней превращения от температуры для образцов катализатор в реакции окисления Н₂.

Реакция окисления водорода также показала наибольшую реакционную способность катализатора, полученного методом пропитки Ni(NO)₃* 6H₂O. При температуре 300 ⁰С степень превращения составляет 97%. Отвержденный образец, полученный внесением в суспензию Ni(NO)₃* 6H₂O также начинает работать при 100 ⁰С, но не только не достигает показателей Х, близких к 100 %, но и не «стремится» к ним. Причиной, по-видимому, является взаимодействие нитрата никеля с алюмогидроксидной составляющей суспензии, протекающее при термообработке композиции.

Катализатор с введением в состав NiCO3* mNi(OH)₂* nH2O начинает окислять водород при значительно более высоких температурах (до 400 С), что не является предпочтительным для проведения данной реакции, однако не исключает перспективности применения данного катализатора в высокотемпературных процессах, например, конверсии углеводородов, реализуемой при температрах около 800 С.