Structured catalysts for carbon dioxide hydrogenation to methanol
Loading...
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Kemian tekniikan korkeakoulu |
Master's thesis
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Authors
Date
2024-01-23
Department
Major/Subject
Chemical and Process Engineering
Mcode
CHEM3043
Degree programme
Master's Programme in Chemical, Biochemical and Materials Engineering
Language
en
Pages
72+3
Series
Abstract
In the literature review section, this study provided a concise overview of the heterogeneous catalytic hydrogenation process of converting carbon dioxide into methanol. It discussed commonly employed reactors and catalysts, delving into an examination of various anodization processes and catalyst coating methods. Subsequently, the most suitable methods were identified for implementation in the experimental phase. In the experimental phase, several Cu/Zn -catalysts were synthesized using the wet-impregnation method. These catalysts were then applied in experiments involving the CO2 hydrogenation process within a pressurized fixed bed reactor. The key variables under investigation were reaction temperature and volumetric flow rate. By calculating conversion, selectivity, yield, and specific activity, the effectiveness of the catalysts could be accurately assessed. The results demonstrated the capability of the produced catalysts to perform methanol production via CO2 hydrogenation. However, it was apparent that the competing reaction, the reverse water-gas shift, had a dominant influence under the chosen experimental conditions. The best outcomes for methanol production were observed at lower temperatures and flow rates.Tämän työn kirjallisuuskatsauksessa annettiin tiivis yleiskatsaus hiilidioksidin heterogeeniseen katalyyttiseen hydraukseen metanoliksi. Työssä käsiteltiin myös yleisesti käytettyjä reaktoreita ja katalyyttejä sekä tarkasteltiin erilaisia anodisointiprosesseja ja katalyyttipinnoitusmenetelmiä. Tämän perusteella valittiin sopivimmat menetelmät kokeellista osuutta varten. Kokeellisessa osuudessa tuotettiin useita Cu/Zn -katalyyttejä, käyttäen märkäimpregnointimenetelmää. Näitä katalyyttejä käytettiin kokeissa, joissa hiilidioksidin hydrausta metanoliksi tutkittiin paineistetussa kiintopetireaktorissa. Tärkeimmät muuttujat, joihin keskityttiin, olivat reaktion lämpötila ja tilavuusvirtaus. Laskemalla konversio, selektiivisyys, saanto ja spesifinen aktiivisuus voitiin arvioida katalyyttien tehokkuutta. Tulokset osoittivat, että valmistetut katalyytit kykenivät edistämään metanolin tuotantoa hiilidioksidin hydrauksessa. Oli kuitenkin selvää, että kilpaileva reaktio, käänteinen vesikaasun siirtoreaktio, vaikutti vallitsevasti valituissa kokeellisissa olosuhteissa. Parhaat tulokset metanolin tuotannolle saavutettiin matalammilla lämpötiloilla ja virtausnopeuksillaDescription
Supervisor
Puurunen, RiikkaThesis advisor
Frilund, ChristianVirkki, Niko
Keywords
CO2 hydrogenation, methanol, carbon dioxide, copper, impregnation, catalyst