• No results found

Influence of potassium on Pt-catalysts in steam reforming of methane and ethane.

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Share "Influence of potassium on Pt-catalysts in steam reforming of methane and ethane."

Copied!
1
0
0

Bezig met laden.... (Bekijk nu de volledige tekst)

Hele tekst

(1)

0.0E+00 1.0E-05 2.0E-05 3.0E-05 0.74 1.2 1.7 2.2 Ethane concentration (v%) co nv ers ion ra te (mo l/(g.s)) 0.0E+00 1.0E-05 2.0E-05 3.0E-05 0.74 1.2 1.7 2.2 Ethane concentration (v%) co nversio n rate (m ol /(g. s) 0 100 200 300 Temperature (°C) TC D

K

T=70°C

Combine the exothermic oxidative coupling of methane and highly exothermic combustion (side) reactions with the endothermic processes of methane steam and dry reforming. Convert methane to ethylene and synthesis gas (CO and H2) in one multifunctional reactor in an autothermal process

INTRODUCTION

AIM OF THE PROJECT

e-mail:P.O.Graf@utwente.nl

Patrick Graf, Barbara Mojet and Leon Lefferts

Influence of potassium on Pt-catalysts in steam

reforming of methane & ethane

Influence of potassium on Pt-catalysts in steam

reforming of methane & ethane

Financial support ACTS-NWO Project No. 053.62.008 (ASPECT) is gratefully acknowledged

CONCLUSIONS

C H

4

C

2 C O2, H2O

C O , H

2 + O2 (combustion) + O2 (combustion) + O2 (oxidative coupling) + C H4 (reform ing) + H2O (reforming)

1

2

2

4

3

Involved reactions are shown in the scheme: 1. Oxidative coupling of methane leads to

ethane and ethylene (C2)

2. Side combustion reactions of methane and C2 yield H2O and CO2

3. H2O and CO2can react with remaining

methane to synthesis gas (CO & H2) via

steam and dry reforming

4. Main challenge: suppress steam/dry reforming of ethane and ethylene to avoid complete reaction to synthesis gas

OBJECTIVE

• Influence relative steam reforming rates of CH4and C2H6by potassium addition

• Explain effect of potassium on methane/ethane competition

MIXTURE OF METHANE & ETHANE ON PT-YSZ

CO DESORPTION IN TPD & FTIR

EXPERIMENTAL

ƒ1 wt% Pt on Yttrium stabilized zirconia (YSZ)

ƒUnmodified versus potassium modified

ƒEqual metal loading & preparation

ƒT = 700°C, H2O = 12 vol% (H/C ratio >1)

ƒEthane concentration varied from 0.7 to 2.2vol.%, methane constant: 7.7 vol.%

ƒPotassium influences relative reaction rates of C2H6& CH4on Pt/YSZ ƒCompetition between both components is prevented through weaker

adsorption on potassium modified catalysts

K

No K

Pt-YSZ without K

¾Strong influence of components to each other: Increase in ethane concentration ⇒less methane converted

¾Higher concentrations: low rate for both components K modified Pt-YSZ

¾Methane almost unaffected by ethane addition

¾Ethane reaction rate indicates first order behaviour

¾Variation in methane concentration (not shown) shows similar trends: first order in methane, ethane unaffected

¾Methane and ethane react more independently

CH

4

C

2

H

6

ƒCO used as probe molecule for adsorption strength of methane and ethane

ƒPotassium decreases CO desorption temperature, indicating weaker adsorption

ƒResults confirmed in FTIR experiments for linear Pt-CO adsorption

ƒAssuming Langmuir Hinshelwood kinetics, weak adsorption of both methane and ethane explains non-competitive behaviour on potassium modified catalysts:

4 4 4 6 2 6 2 4 4 6 2 6 2 4 4 4 4 4

1

,

1

CH CH CH H C H C CH CH H C H C CH CH CH CH CH

p

K

p

K

p

K

p

K

p

K

p

K

=

<<

+

+

=

θ

θ

No K

T=130°C

O H CH CH O H CH

p

kK

r

k

r

2 4 4 2 4

θ

θ

θ

=

=

ƒMethane reaction rate dependent only on methane partial pressure, independent of ethane partial pressure:

2000 2050 2100 2150 2200 Wavenumber (cm-1) A.U . 2083 30°C 98°C 90°C 82°C

K

CH

4

= 7.7 vol.%

Referenties

GERELATEERDE DOCUMENTEN

Verschillen in de vangsten van aal per kilo niet-marktwaardige bijvangst tussen aangepaste en normale stellen bij de schepen die aan dit experiment hebben meegedaan... Verschillen

In de EVA–II rapporten over scholeksters en hun voedsel in de Waddenzee en in de Oosterschelde (Rappoldt et al., 2003c,b) zijn capaciteitsberekeningen gemaakt door voor de

ISAV veroorzaakt bij zalm allerlei duidelijke verschijnselen: de vis hangt sloom aan het wateroppervlak, krijgt uitpuilende ogen met bloedingen erin, zeer bleke kieuwen, en

Enerzijds wordt nu een aanzienlijk deel van het beheer op plekken uitgevoerd waar het volgens de huidige inzichten voor de Grutto niet effectief is, anderzijds zijn er

De volgende maatregelen zijn hiervoor geselecteerd: biologische grondontsmetting, afrikaantjes, compost, chitine, niet-biologische grondontsmetting, de teelt van gras-klaver,

This study argues in favour of effective internal organisational communication as a means of increasing the capability of local authorities and indeed public sector organisations in

Het verplaatsen van bedrijven naar het buitenland is voor de Van Drie Groep geen optie (in 2007), maar het heeft eerder wel laten weten bij verdere daling van

Vanuit het nu moeten we voorkomen dat we straks toe- nadering tot elkaar zoeken door een dwang van buiten, daarbij op ons nemend om de mensen van kleine moed,