slutrapport - Kemiteknik

hodium har även hittats hos metallen nickel. Eftersom rhodium är dyr, kommer det att ledatill höga katalysatorkostnader och därför blir nickel ett bättre alternativ ur ettkostnadsperspektiv. [29]Trots alla fördelar med partialoxidation finns det en inneboende nackdel med metoden. Vidett visst mekanistiskt tillstånd övergår partialoxidationen av metanen till en tvåstegsreaktion.Där det första steget innehåller en total förbränning av större delen av metanen i närvaro avsyre för att producera koldioxid och vatten. Detta steg följs sedan upp av att den mängden avmetan som inte har reagerat får reagera med koldioxid och sedan genom ångreformeringproducera syntesgas. De två beskrivna reaktionsstegen blir fullständiga med hjälp av vattengasskiftreaktionen, se reaktion (2.1.3) där denna påverkar den slutliga sammansättningen hosproduktgasen.[28]Eftersom den totala reaktionsentalpin för oxidation av metan innebär starkexotermicitetmedan större delen av reformeringsreaktionerna ärendoterma kommer detta att leda till så kallade ”hot spots” och temperaturgradienter i börjanav katalysatorbädden. Detta leder till att en stor mängd av värme produceras, som ärtillräcklig för att metallen ska börja smälta, separeras ifrån katalysatorn och därmeddeaktiveras. Katalysatorn kan även deaktiveras genom att vid höga temperaturer metaller somexempelvis nickel och kobolt bildar föreningarna med katalysatorbäraren som är ickereducerbaraoch inaktiva. Exempel på sådana föreningar är NiAl 2 O 4 och CoAl 2 O 4 .[28]Förutom ovanstående beskrivning av katalysatordeaktivering kan katalysatorn ävendeaktiveras genom koksbildning vilket i de flesta fall leder till att reaktorn pluggas igen.Koksbildningen kan antingen bildas genom att metanen sönderdelas enligt reaktion (2.1.4)eller genom koldioxid-disproportionering, även kallad Boudouardreaktionen, se reaktion(2.1.5).[28]Koksbildningsproblemet hos katalysatorer är främst ett problem hos nickelbaseradekatalysatorer. De andra metallbaserade katalysatorerna som är nämnda ovan har påvisat bättreresistens mot koksbildning. Det har nämnts tidigare att det är billigare att köpa nickel ochdärför pågår det nu mycket forskning inom att göra nickelbaserade katalysatorer mermotståndskraftiga mot koksbildning och mer stabila genom att addera ytterligare en metall,exempelvis addera kobolt till nickelkatalysatorer. Enligt författarna Alaric C.W. Ko et al. harstudier baserade på addition av kobolt till nickelbaserade katalysatorer gjorts där det visadesig att hastigheten av kolbildning reducerades och att katalysatordeaktiveringen minskade.8