Курсовая презентация (1)

1.

ИК СО РАН
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования
НОВОСИБИРСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Курсовая работа по химической кинетике
Исследование кинетических закономерностей реакции
углекислотной конверсии метана на катализаторе
5%Ni/Ce0,75Ho0,25 O2
Выполнили
Семенов В.М., Дюге Ж-Ф.Д.
ФЕН, 3 курс, группа 23402
Преподаватель:к.х.н. Симонов М.Н.
Научный руководитель: к.х.н., н.с. Федорова В. Е.
Лаборатория: Отдел гетерогенного катализа,
НТК 046 Наноматериалы для водородной
энергетики
НОВОСИБИРСК, 2025 год
1

2. Актуальность

Производство водорода
Снижение загрязнения атмосферы
Химический синтез
-Углеводороды
-Аммиак
-Метанол
-Диметиловый эфир
2

3. Цели и задачи

Цель: изучить кинетические закономерности реакции углекислотной конверсии метана
на катализаторе 5%Ni/Ce0,75Ho0,25O2.
Задачи:
1. Рассчитать конверсии CH4 и CO2, выходы по CO и H2, соотношения H2/
CO при различных температурах.
2.
Рассчитать константы скорости реакции и энергии активации при
различных временах контакта.
3. Определить порядок реакции по CH4 и CO2.
3

4. Углекислотная конверсия метана (УКМ)

CH4 + CO2 = 2CO + 2H2
Основные побочные реакции:
CH4 = C + 2H2
2CO = C + CO2
H2 + CO2 = CO + H2O
3H2 + CO = CH4 + H2O
4

5. Катализаторы УКМ

1. Оксидный носитель
○
Тип Флюорит – например ZrO2·CeO2
○
Шпинели – MgAl2O4
2. Металл
○
Благородные металлы (Pt, Ru, etc.)
○
Неблагородные металлы (Ni, Co, Fe, Cu)
○
Система из нескольких металлов (Ni-Co)
N. H. Elsayed, N. R. M. Roberts, B. Joseph, и J. N. Kuhn, «Low temperature
dry reforming of methane over Pt–Ni–Mg/ceria–zirconia catalysts», Appl.
Catal. B Environ., т. 179, сс. 213–219, дек. 2015
5

6. Особенности УКМ

Реакция Белла-Будуара
2CO = C + CO2
Реакция разложения метана
CH4 = C + 2H2
T ↓ -> Влияние ↑
T ↑ -> Влияние ↑
Зауглероживание активных центров
Снижение активности катализатора
6

7. Выбор катализатора

Выбранный катализатор - 5%Ni/Ce0,75Ho0,25 O2
CeO2
подвижность кислорода
Ho
Вакансии кислорода
Ni
Активация CO2
Диссоциация CO2
Удаление углерода