高温碳催化CH4／CO2重整反应研究进展

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Rh-Cu复合金属光热催化重整CH4-CO2制合成气及基于合成气的直接羰基化反应研究

Rh-Cu复合金属光热催化重整CH4-CO2制合成气及基于合成气的直接羰基化反应研究摘要：本文研究了Rh-Cu复合金属光热催化重整CH4-CO2制合成气及基于合成气的直接羰基化反应。

采用铂黑法制备了Rh-Cu复合催化剂，并利用XRD、TEM、H2-TPR等手段对其进行了表征。

在模拟太阳光照射下，探究了不同反应条件对CH4和CO2的转化率、选择性和产物分布的影响。

结果表明，在Rh-Cu复合催化剂的协同作用下，CO2与CH4可高效转化为CO和H2，CO2的转化率和CO2转化为CO的选择性随着温度的升高而增加。

实验结果还表明，Rh-Cu复合催化剂对CO和H2进行直接羰基化反应具有良好的催化性能。

关键词：Rh-Cu复合催化剂；光热催化；CH4-CO2重整；直接羰基化反应1. 引言由于石化能源的有限性和环境保护的需要，制备替代性燃料已成为全球关注的研究领域之一[1]。

相较于其他替代性燃料，合成气作为一种理想的气体燃料，具有良好的燃烧稳定性和广泛的应用前途。

因此，研究高效、低成本的合成气制备技术具有重要的意义。

CH4和CO2是常见的废弃物，因而利用CH4和CO2制备合成气已成为一种重要的技术，近年来已受到越来越多的关注[2]。

由于CH4和CO2的化学键能较高，且反应难以实现，因此需要一定的催化剂协同作用以提高反应效果[3]。

光催化反应则是一种寻求高效催化剂的主要方法。

在室温下，利用太阳光或人造光源激发催化剂中的载流子，使其能量升高，从而促使反应物发生反应。

Rh和Cu是常用的光催化剂，两者具有良好的互补性。

Rh可捕获较高频率的光子，Cu可捕获较低频率的光子。

因此，本研究将Rh和Cu复合制备为光催化剂，用于提高CH4和CO2的转化率和选择性，并探究其羰基化反应的催化性能。

2. 实验方法2.1 催化剂制备采用铂黑法制备了Rh-Cu复合催化剂。

先将Rh(NO3)3·nH2O和Cu(N O3)2·nH2O在无水乙醇中溶解，计算得到Rh和Cu的摩尔比为1：1。

光辐照驱动CH4／C02催化重整制合成气

ｃａｎｔｌｙｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｔｈｅｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｈｙｄｒｏｇｅｎｂｙ１０．８５％．ＢｙＸＲＤ，ｔｈｅｂｅｔｔｅｒｐｅｆｏｒｒｍａｎｃｅｏｆＮｉ／ＭｇＯ —Ａ１２０３ｉｓａｔｔｒｉｂｕｔｅｄｔｏｉｔｓｈＪｇｈｅｒｍｅｔａｌｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ，ｓｍａｌｌｅｒｍｅｔａｌｐａｒｔｉｃｌｅｓｉｚｅ，ａｓｗｅｌｌａｓｔｈｅｉｎ —
摘
要：以等离子体还原制备的Ｎｉ／Ａ１Ｏ３和Ｎｉ／ＭｇＯ—Ａ１：Ｏ，为催化剂，用氙灯模拟太阳光聚光系统进行ＣＨ一
ｃ０：重整反应，并考察其催化性能及能量转化效率，实验结果表明，以等离子体还原并加入ＭｇＯ助剂制备的Ｎｉ／ＭｇＯ— Ａｌ：Ｏ，催化剂具有较好的低温催化活性，在温度为７４０￣Ｃ时，ｃＨ４和ｃ０：的最高转化率分别为８３ｌ％Ｉ，能量转
ＳｙｎｇａｓＰｒｅｐａｒｅｄｆｒｏｍＣＯ２ｒｅｆｏｒｍｉｎｇｏｆＣＨ４ｗｉｔｈＬｉｇｈｔＩｒｒａｄｉａｔｉｏｎＨｅａｔｉｎｇ
ＸＵＢｉｎｇ — ｑｉｎｇ，ＺＨＡＮＧＸｉａｏ—ｑｉｎｇ。ＳＨＡＮＧＳｈｕ —ｙｏｎｇ ’

甲烷二氧化碳催化重整制合成气的研究进展和工艺技术

工艺与设备化工设计通讯Technology and EquipmentChemical Engineering Design Communications·56·第45卷第9期2019年9月随着经济水平和科学技术不断的发展，我国的工业水平也得以不断的提高和强大。

但是在工业生产的发展过程中，能源问题成为制约发展最为关键的因素。

甲烷和二氧化碳作为两种主要的温室气体，它们的化学利用是一条非常好的节能减排途径，能够缓解当前日益严重的温室效应。

1 甲烷二氧化碳催化重整制合成气的工艺技术甲烷在实际化工过程中的利用主要可以分为两个部分。

首先它可以直接转化：甲烷可以发生氧化反应，生产乙烯等一些重要的化工基本的原料。

但是因为甲烷分子结构比较特殊，非常的稳定，所以它在发生氧化反应的过程中对反应的条件非常的苛刻，目前的技术手段下，没有办法大规模应用。

第二种就是间接转化，可以将甲烷先转化成合成气，然后再转化成某种化工产品。

生产过程中也可以通过一系列的反应来生产比较重要的化工产品。

在目前的发展阶段中，完成规模化的生产甲烷制成合成气有三种办法：通过水蒸气来进行催化重整、进行甲烷的部分氧化、二氧化碳的重整。

这三种模式在实际操作的过程中，最为基本的理论都是要提供一些还原性的物质。

二氧化碳重整制成合成气的方法较其他两种方法相比具有一定的优点。

首先通过这种方法制成的合成气具有较低的氢碳比，这样的比例可以使得在实际反应过程中直接作为合成的原料，这样就可以弥补在实际制成合成气过程中的一些不足。

其次就是生产过程中使用了甲烷和二氧化碳这两种对地球温室效应影响大的气体，可以有效地改善人类的生存环境，提高人们生活的质量。

还有就是甲烷和二氧化碳的催化重整，在实际反应过程中是具有较大反应热的可逆反应，所以它可以作为能源的储存介质。

这样就可以使得甲烷和二氧化碳这样的惰性气体能够在一定程度上实现活化来进行相应的转变。

近几年以来，人们对重整过程中催化剂的选择给予了高度的重视，并且在催化剂助剂、催化剂积碳行为以及催化反应理论等方面都取得了一系列的成果。

甲烷二氧化碳重整分析解析

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六、助剂
CH4-CO2重整反应常用的助剂有碱金属、碱土金属氧化物(多采用CaO、MgO和K2O等)[29]和一些稀土金属氧化物(多采用 CeO2、La2O3和混合稀土等)[30-32]。催化剂助剂的作用主要为：提高催化剂金属活性组分的分散度；调节催化剂表面酸碱性，改善催化剂对反应气体的吸附能力；抑制催化剂活性组分的烧结；改变催化剂活性组分与载体的相互作用；提高催化剂的还原能力，从而影响催化剂对CH4-CO2反应中分子解离性能等。
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4.2、双金属催化剂
双金属催化剂通常包括贵金属催化剂和非贵金属催化剂。贵金属催化剂通常表现出优异的抗积碳性能。研究表明[19]，Au的添加能有效地改善Ni/γ-Al2O3催化剂的抗积炭性和稳定性。对该催化剂进行了表征分析，结果表明：随着Au含量的增加， Au束缚了高活性位的Ni，使催化剂的活性稳定，且增强了催化剂的抗积炭性能。同样，添加Pt、Ir、Pd等金属也能改善催化剂的各项性能[20,21]。
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6.2 稀土氧化物助剂
近年来，稀土氧化物作为助剂被广泛研究。石磊[34]等发现添加了La2O3助剂的Ni/La2O3-γ-Al2O3系列催化剂在甲烷二氧化碳重整反应中显示出了优异的催化活性。活性评价在固定床反应器中进行，考察了CH4-CO2重整反应中稀土助剂La2O3的添加量对镍基催化剂活性和稳定性的影响。结果表明：La2O3的加入能够有效地提高Ni基催化剂的活性和抗积炭性能，且延长了催化剂的使用寿命。若催化剂过多地负载La2O3，反而会降低催化剂的活性。
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4.1、单金属催化剂
CH4-CO2重整反应的单金属催化剂以镇基催化剂为主，镍含量对催化剂活性及稳定性的影响一直是研究重点。 Armin Moniri等[5]将>Ni/α-Al2O3催化剂用于甲烷二氧化碳重整反应，发现该催化剂活跃温度范围是600℃-900℃。实验表明，5wt.% Ni/α-Al2O3是最活跃的催化剂。Ni加载量超过5wt%会导致Ni分散度降低，另一方面，Ni过量更容易造成催化剂的结焦失活。 Atiyeh Ranjbar等[6-9]发现7wt.%-8wt.% 的镇含量的催化剂抗积碳性能最好，镍含量的增加会造成积碳增加。同样，镇基催化剂的制备方法也对催化剂活性有一定影响，因为不同的制备方法改变了镇在载体上的分布方式[10-13]，从而改变催化剂的性能。除以上两个因素以外，镍颗粒大小也对催化活性起着至关重要的作用[14-17]。实验证明[18]，较小粒径的镍有利于催化反应，因为镇晶粒尺寸小能延缓结焦，抵抗烧结。

二氧化碳转化制备化学品的研究进展

二氧化碳转化制备化学品的研究进展摘要：二氧化碳是主要的温室气体，同时也是一种廉价、丰富的C1资源，将其转化为高附加值化学品具有重要的意义，而如何实现化学转化是一个极具挑战性的科学问题。

基于此，本文简要介绍了CO2转化制备化工产品的现状及其发展前景，以期为其高效转化利用提供基础。

关键词：二氧化碳；化学转化；化学品二氧化碳是工业燃料燃烧的主要产物之一，也是主要的温室气体，在自然界普遍存在，约占大气的体积分数为0.03%。

随着碳排放量逐渐增大以及其给环保带来的巨大压力，CO2的减排已成为人们关注的焦点。

CO2的资源化利用是实现其减排的首要途径。

CO2 作为一种廉价、丰富的C1 资源，将其转化为高附加值化学品具有重要意义。

一般而言，CO2可转化制备的多种不同的化学品，如甲醇、合成气、低烯烃、醚等等。

由于CO2具有很高的标准生成热，结构非常稳定，要实现其在温和条件下的化学转化成为一个极具挑战性的科学问题。

因此，有必要对CO2转化为燃料、化工中间体等的研究进展进行介绍，从而为进一步实现CO2的高效转化利用提供基础。

1 CO2转化制甲醇CO2直接催化加氢制甲醇是一个较经济的反应过程，早在1945年首次报道了Cu-Al催化剂上CO2和H2合成甲醇的研究。

在5.15MPa和275 oC下，以Cu-Zn-Al2O3为催化剂进行CO2和H2合成反应，CO2的转化率为16%，甲醇的选择性为28%。

近年来，报道了采用溶胶-凝胶技术制备Cu-ZnO-SiO2催化剂，在3.0 MPa、220 oC和6000 h-1的条件下，甲醇的选择性大于90%[1]。

尽管目前就CO2的转化率及对应甲醇的选择性提高方面都有了一定的研究进展，但就催化机理方面的认识还非常欠缺，如反应的中间产物、催化活性中心等都不明确，这方面的研究尚处于初级阶段[2]。

另外，就催化剂的稳定性和耐毒性问题也需要作进一步深入研究。

总体而言，二氧化碳转化制甲醇的方法耗能高、投资大、反应条件较为苛刻（～6 MPa，250～300 oC）。

甲烷二氧化碳重整制合成气催化材料及工艺中试研究

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齐鲁石油化工ＱＩＬＵＰＥＴＲＯＣＨＥＭＩＣＡＬＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ２０１８年第４６卷
装置设计原料可以采用石脑油、天然气单一或混合进料ꎬ供热为电加热ꎮ 整个工艺流程由加氢、精脱硫、终级脱硫、预转化、蒸汽转化等反应器组成ꎬ可以整体或单独模拟工业烃类蒸汽转化装置的不同工段( 不包含气体提纯工段) ꎮ
中国石化齐鲁分公司研究院( 简称齐鲁研究院) 开发了适用于甲烷二氧化碳重整反应的镍 (Ｎｉ) 基催化剂ＱＭＣ－０１ꎬ并利用该催化剂进行了常压、加压工艺条件研究ꎮ 试验结果表明ꎬ在低压、高温条件下ꎬ催化剂能够在热力学结炭极限附近实现高效反应ꎬ具有良好的活性和活性稳定性ꎬ
表２ＱＭＣ－０１的孔结构分析结果
项目
小试第一批
第二批
第三批
中试混合样
孔体积/ (ｍＬ��ｇ－１ ) ０�� １６０�� １６０�� １６０�� １６０�� １６
比表面积/ (ｍ２��ｇ－１) ５�� ６６５�� ６６５�� ５８５�� ５９５�� ６２
可以获得高一氧化碳含量的合成气[２] ꎮ 为了进一步验证ＱＭＣ－０１催化剂的性能ꎬ进行了该催化剂的中试放大研究ꎮ
１试验部分１�� １催化剂制备
以高熔点( ≥２０００ ℃ ) 的耐火金属氧化物为主料ꎬ添加适量的助剂ꎬ成型得到载体ꎬ浸渍活性组分镍ꎬ制得ＱＭＣ－０１重整催化剂ꎮ １�� ２催化剂活性评价
关键词:甲烷二氧化碳重整催化剂合成气中图分类号:ＴＱ０３１�� ７文献标识码:Ｂ文章编号:１００９－９８５９(２０１８)０２－００８９－０６

基于活性炭的微波辐射CO2重整CH4的研究

ｏＭｉｉｒｆｄｃｔｎＳｈｏｆｎｒｙａｄｏｒｎｉｅｒｇｈｎｏｇＵｉｅｓｙｉａ５０１ｈｎ）ｆｎｓｏＥｕａｉ；ｃｏｌＥｅｇｗｅＥｇｎｅｉ，Ｓａｄｎｎｖｒｉ，Ｊｎ２０６，ＣｉａｔｙｏｏｎＰｎｔｎ
ｉｒｏｃｉａｅａｂｎｗａｎｅｔｇｔｄ．ａｄｔｅｒａｔｎａｏｖｒｉｎｎｔｅｐｏｅｓｏｏｆａｔｖｔｄｃｒｏｓｉｖｓｉａｅｎｈｅｃａｔｇｓｃｎｅｓｏｓｉｈｒｃｓｆＣＨ４ｄｃｍｐｓｔｏｅｏｏｉｎ，ｉ
表１活性炭工业分析和元素分析
般在９０℃ 以上才有较高的转化率．是在此高温０但
ｆＩ业分析『元素分析ｌ水分灰分碳Ｊ氢ｉ氮
ＩＩＩｌ
硫ｌ氧
下，属催化剂易积碳、结和中毒，且可能发生金烧并结构变化ｌＪ迄今为止还没有一种经济有效的工业４． √
一
置于微波炉中，开启Ｎ２扫２ｎ将反应器内的吹０ｍｉ，空气排出．后，定流量的Ｎ２Ｃ４Ｃ２分混此预、Ｈ和Ｏ充
合通人反应器，微波功率调至所需的功率梢，将开始
实验．无特别说明，热时间一般设定为２ｎ如加０ｍｉ．
作者简介李龙之（９２１８一
），男，博士研究生，Ｉｏｇｈ６０１３ｏ１ｉｎｚｉ３＠６ｎ．Ｉｃ

光热催化甲烷干重整

光热催化甲烷干重整是一种将温室气体转化为合成气的技术，该技术具有降低能耗和减少积碳的潜力。

光热催化甲烷干重整的核心在于利用光能来促进甲烷（CH4）和二氧化碳（CO2）的化学反应，生成一氧化碳（CO）和氢气（H2），这一过程被称为甲烷干重整反应。

这种反应不仅可以将两种重要的温室气体转化为有用的化学品，还能在较低的温度下进行，从而减少传统热催化过程中可能出现的积碳和活性物种烧结问题。

目前，光热催化甲烷干重整的研究主要集中在以下几个方面：
1. 光辅助的热催化：这种方法结合了传统的热催化和光催化，但仍需要在较高的温度下进行（≥550 ℃）。

光的加入有助于降低整体的反应温度，从而提高反应效率和减少能耗。

2. 传统光催化：这种方法依赖于光催化剂，如二氧化钛（TiO2），但这些催化剂通常只能被紫外光激发，而紫外光在太阳光中所占比例较小。

因此，研究者正在寻找能够利用更广泛光谱的光催化剂。

3. 等离激元光催化：这是一种新兴的技术，它利用金属纳米颗粒的等离激元效应来增强光催化剂对光的吸收。

这种方法可以响应更多波段的太阳光，但仍然需要在较高的能量输入下进行。

综上所述，光热催化甲烷干重整是一个有前景的研究方向，它不仅有助于减少温室气体排放，还能生产重要的化学原料。

然而，为了实现工业化应用，还需要进一步的研究来解决现有技术的局限性，比如提高光催化剂的效率、降低能量消耗以及开发更稳定的催化系统。

炭催化CH4-CO2重整反应系统压降分析与优化

＊国家重点基础研究发展计划（９３计划）目（０５Ｂ２２２和山西省自然科学基金资助项目（０５００ “７” 项２０Ｃ２１０）２０１２）１）教授、士生导师；）硕士生，博２煤科学与技术教育部和山西省重点实验室，原理工大学，３０４太原太００２收稿日期：０Ｏ０ — ０修回１：０００ — ７２１一４１；５期２１ — ６２
图１炭催化重整反应工艺流程
ＦｉＴｅｈｎｏｇｃｌｆｏｗｈａｔｏｇ．１ｃｏｌｉａｌｃｒｆＣＨ４Ｃ０２ｒｆｍｉｇｗｉｈｃｂｏｃｏｕｓｃｔｌｓ一ｅｏｒｎｔａｒｎａｅａａｙｔ
８
煤
炭
转
化表２重整转化气组成
ＴａｌＲｅｏｍｉｇｇｓｃｂｅ２ｆｒｎａｏｍｐｉｉｎｏｓｔｏ
２１０１年
到４０。重整转化气温度由６０℃ 降低到４０℃ ．０Ｃ，００换热后的原料气进入加热炉中的原料气炉管，加被热到６０Ｃ．度为６０Ｃ的原料气进入到重整转０温０化炉内进行反应．度为２温ＯＣ的氧气经过氧气缓冲罐，入氧气换热器的换热管，Ｌ换热器壳程中的进并ｊ重整转化气换热．气温度由２。高剑２０氧０Ｃ升０Ｃ，

ch4-co2干重整法制合成气工艺设计原理

ch4-co2干重整法制合成气工艺设计原理CO2干重整法制合成气工艺设计原理是一种利用CO2干重整反应将CO2与甲烷（CH4）合成一氧化碳（CO）和氢气（H2）的工艺。

该工艺原理是将CO2和CH4在适当的条件下加热反应，在催化剂的作用下产生CO 和H2、下面将详细介绍该工艺的设计原理。

1.原料准备：CO2和CH4是该工艺的原料，需要对两种原料进行净化处理，以去除其中的杂质。

将净化后的原料送入反应器。

2.加热反应：将原料送入反应器后，需要对反应器进行加热。

加热的目的是提高原料的反应速率和转化率。

通常反应温度为800-1000℃，可以根据实际情况进行调整。

3.催化剂的选择：催化剂对反应的速率和选择性有着重要的影响。

常用的催化剂有镍基、钴基和铁基等。

催化剂的选择要考虑到催化剂的重新活化和寿命等因素。

4.反应动力学：CO2干重整反应是一个复杂的反应过程，涉及到多个反应步骤。

在设计工艺时需要进行反应动力学的研究，确定反应速率和反应机理。

5.产物分离：CO和H2是该工艺的主要产物，需要对产物进行分离和纯化。

常用的分离方法有吸收、吸附、膜分离和凝固等。

选择合适的分离方法可以提高产物的纯度和回收率。

6.反应废气处理：在反应过程中会产生一些非理想产物和废气，如大量的N2和CO2、这些废气需要进行处理，以避免对环境造成污染。

常见的处理方法有吸收、吸附和催化转化等。

在进行CO2干重整法制合成气工艺设计时，需要综合考虑反应条件、催化剂选择、产物分离和废气处理等因素。

同时还需要根据具体情况进行工艺流程的设计和经济性分析，确定最佳的工艺方案。

总结起来，CO2干重整法制合成气工艺设计原理是利用CO2和CH4进行加热反应，在催化剂的作用下产生CO和H2的工艺。

设计原理包括原料准备、加热反应、催化剂选择、反应动力学、产物分离和废气处理等方面。

设计工艺需要综合考虑各个因素，并进行经济性分析，确定最佳的工艺方案。

北京市2023年高考化学模拟题汇编-08化学反应的热效应

二、原理综合题 5．（2023·北京房山·统考一模）氢气是一种清洁能源，氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。 Ⅰ.制取氢气 (1)甲醇和水蒸气制取氢气的过程中有下列反应：
CH3OH g ƒ CO g 2H2 g ΔH 91 kJ·mol 1 CO g H2O g ƒ CO2 g H2 g ΔH 41 kJ·mol 1
试卷第 6 页，共 9 页
Ⅳ．CH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(g) ∆H4＝__________。
(2)CO2 加氢合成甲烷时，通常控制温度为 500 °C 左右，其可能的原因为_______。
A．反应速率快
B．平衡转化率高
C．催化剂活性高
D．主反应催化剂选择性好
(3)500 °C 时，向 1 L 恒容密闭容器中充入 4 mol CO2 和 12 mol H2，初始压强为 p，20 min 时主、副反应都达到平衡状态，测得 c(H2O)＝5 mol·L－1，体系压强为 3/4 p，则 0~
20 min 内 v(CH4)＝________，平衡时 CH4 选择性＝ ___________(CH4 选择性=
CH4平衡浓度 CO2转化浓度
×
100%，
计算保留三位有效数字)。
(4)以 CO2 催化加氢合成的甲醇为原料，在催化剂作用下可以制取丙烯，反应的化学方
程式为 3CH3OH(g) ƒ C3H6(g)＋3H2O(g)。该反应的 Arrhenius 经验公式的实验数据
(1)E1=_____。 (2)提高 H2 平衡产率的措施有_____(答 2 条)。 Ⅱ.MgH2 水解制备 H2 (3)MgH2 与 H2O 反应制备 H2 的化学方程式是_____。
试卷第 4 页，共 9 页

ch4 和co2催化重整的活化能

ch4 和co2催化重整的活化能催化重整技术是一种重要的化学工业生产技术，可以将大分子烃类（如甲烷、乙烷等）转化为较小分子的气体。

其中，CH4和CO2是重整反应的重要反应物。

研究CH4和CO2的催化重整反应的活化能，对于提高反应速率、改善反应效率具有重要的意义。

活化能是描述化学反应速率的重要参数，意味着反应需要克服的能垒。

根据阿伦尼乌斯方程（Arrhenius equation），反应速率会随着温度的升高而增加，表达式为：k=Ae^(-Ea/RT)，其中k为反应速率常数，A为预指因子，Ea为活化能，R为气体常数，T为温度。

因此，活化能是反应速率的重要决定因素。

对于CH4和CO2的催化重整反应，其反应机理如下：CH4 + H2O → CO + 3H2 ΔH=+206 kJ/mol CO2 + H2 → CO + H2O ΔH=-41 kJ/mol在此反应机理中，CH4在水蒸气的存在下被裂解成CO 和H2，CO2被还原成CO和H2O。

由以上反应可以看出，反应需要加热才能进行，同时反应的活化能也较高。

研究表明，催化剂是影响催化重整反应活化能的重要因素之一。

在CH4和CO2的催化重整反应中，一些金属类催化剂表现出较高的催化效率。

例如，镍基催化剂可以有效降低反应的活化能。

此外，钼、钨、铬等元素也能够作为催化剂促进反应进行。

催化重整反应中的活化能还受到反应条件的影响。

温度、压力、反应物组成等因素都会对活化能产生影响。

在催化重整反应中，适当地提高反应温度和压力可以降低反应的活化能，提高反应速率和效率。

总之，CH4和CO2的催化重整反应的活化能是影响反应速率和效率的重要因素。

通过催化剂的选择、反应条件的调整等方法，可以有效地降低反应的活化能，提高反应速率和产率。

随着科学技术的不断发展，催化重整技术将在各个领域得到广泛应用，进一步推动我国的科技发展和经济发展。

CH4-CO2的高温半焦重整反应实验

此实验很好地证明了即使在000的高温下半焦作为催化剂对于ch结语在自制半焦作催化剂的ch高温重整实验中ch的转化率均随着温度的升高而升高通过对比有无催化剂对转化率的影响可以得到半焦在ch的重整实验中起重要催化作用使其能承受1000以上的高温从而保证了高温下co重整的高转化率
维普资讯
第３８卷第１期
２００８年１月
东南大学学报（自然科学版）
ＪＯＵＲＬＯＦＯＵＨＥＳＮＩＥＩＹ（ｔｒｌｃｅｃｄｔｎＮＡＳＴＡＴＵＶＲＳＴＮａａｉｎｅＥｉｏ）ｕＳｉ
ＶＯ．Ｎｏ１３８．１Ｊｎ．２０ａ０８
ＷａｇＦａｇｎｎ
ｔｈＣＯ２ｔｈｇｅｐｒｔｅａｉｈｔｍｅａｕｒ
ＧｕｔｇｉＫｅｉｎ
（ｃｏｌｆｎｒｙａｄＥｖｒｎｎ，ｏｔｅｓＵｉｅｓｙ，ｎｊｇ２０９，ＣｉａＳｈｏｅｇｎｎｉｍｅｔＳｕｈａｔｎｖｒｔＮａｉ１０６ｈｎ）ｏＥｏｉｎ
。
ｅａｘｍｐｌｈｅｃｎｅｉｎｏｅ，ｔｏｖｒｏｆＣＯ，ａｄＣＨｅ６１％，２８９％ｒｓｅｔｖｌｔ９ｃｓｎｒａ９．．ｅｐｃｉｅｙａＯＯｏ
ｂｔａ５ｕｔ１００
℃ ，ｔｅｃｎｅｓｎｏｈｏｖｒｉｆＣＯ，ａｄＣＨ４ｅｃｏ９．％，９．％ｒｓｅｔｅｙＴｅｃｎｅｓｏａｅｏｏｎｒａｈｔ５２１２ｅｐｃｖｌ．ｈｏｖｒｉｎｒｔｆｉ
。

原位DRIFTS研究CH4部分氧化和CO2重整的耦合

途径，反应可降低二氧化碳重整中能耗高和甲烷部分氧化该中易出现热点等缺点，而引起广泛重视＿。今为止单独的１迄］
甲烷部分氧化或二氧化碳重整反应及这两种反应机理的研究
催化剂的制备采用浸渍法：取１０白７Ａｌ）载称．０ｇ空Ｌ２３（体，先加入７９ｍＬＲＣｓ・Ｈｚ乙醇溶液，．ｕ１ｘＯ再加入０１５ｇ．５助催化剂的硝酸铈，浸渍载体２，１０℃下干燥２ｈ最４ｈ在２，后将催化剂移至马福炉内在空气气氛下焙烧，焙烧过程采用程序升温，４０和７０℃分别恒温２ｈ在００，自然冷却后即得催
化剂。
１２砌ｓｕＤＩＳ实验．ｉＲＤＦｔ
已较多，于这两种反应的机理也存在多种说法［，而这关拟］两个反应的耦合反应机理只是给出一些推测［。漫反射红外光谱技术为催化反应机理的研究提供了新的手段ｌ，＿利用这一技术可直接对催化剂粉末样品进行检测，７］避免了制样过程对催化剂表面和吸附物种的影响；其特殊设
ｃｍ一
。
利。本文利用漫反射红外光谱技术，对低温氧化性能较好的钌系催化剂应用于耦合甲烷部分氧化和二氧化碳重整的气固
漫反射反应池可加温、加压和抽真空，由ＳｅｔａｅｈｐｃＴｃｒ
公司生产。进行原位漫反射红外评价时，将催化剂研磨成
原位ＤＲＩＴＦＳ研究ＣＨ４部分氧化和Ｃ重整的耦合Ｏ２
纪红兵，许建华，谢俊锋，陈清林

ch4和co2催化重整

ch4和co2催化重整
CH4和CO2催化重整是一种通过催化剂的作用将甲烷（CH4）和二氧化碳（CO2）转化为合成气（一氧化碳和氢气的混合物）的化学过程。

这种重整反应可以在高温和高压的条件下进行，通常需要使用镍
基或铜基催化剂。

催化剂的存在可以降低反应的起始温度，加速反应
速率，并增加反应产物的选择性。

在催化重整过程中，甲烷和二氧化碳与催化剂表面发生吸附，形
成吸附态。

吸附态的甲烷和二氧化碳分子之间发生反应，产生氢气和
一氧化碳的中间产物。

最后，这些中间产物经过一系列反应转化为合
成气。

CH4和CO2催化重整可被广泛应用于合成气的制备和化学品合成
过程中。

它可以将二氧化碳作为一种废弃物转化为有用的化学品，同
时还可以利用甲烷这种丰富的天然气资源。

然而，这种重整反应仍面临着一些挑战。

首先，催化剂的选择对
于反应效率和选择性至关重要。

其次，反应条件的优化需要考虑催化
剂的稳定性和反应产物的纯度。

此外，二氧化碳的吸附和转化也需要
进一步研究和优化。

总之，CH4和CO2催化重整是一种重要的化学反应，能够将甲烷
和二氧化碳转化为合成气。

通过进一步的研究和开发，这种重整反应
有望在碳循环和可持续发展领域发挥重要作用。

甲烷二氧化碳自热重整工艺分析

甲烷二氧化碳自热重整工艺分析刘俊义;祝贺;张军【摘要】基于吉布斯自由能最小法,分析甲烷二氧化碳自热重整(CO2/CH4/O2重整)工艺过程,可知:温度增加,合成气中甲烷含量减少、二氧化碳转化率增加;压力增加,合成气中甲烷含量增加、二氧化碳转化率降低;碳碳比n(CO2)/n(CH4)增加,合成气中甲烷含量减少、二氧化碳转化率降低;温度、压力对氢碳比n(H2)/n(CO)有影响,但n(CO2)/n(CH4)对n(H2)/n(CO)影响更为显著;少量或适量水蒸气可以保护甲烷二氧化碳自热重整转化炉内关键设备、调节产物n(H2)/n(CO)等.根据工业生产要求和特点,定义出口合成气中甲烷的物质的量分数1％为临界条件,获得临界条件时n(CO2)/n(CH4)、重整平衡温度与压力、二氧化碳转化率以及n(H2)/n(CO)等特性参数的关系图,指导工业生产的工艺过程和催化剂研究.【期刊名称】《天然气化工》【年(卷),期】2019(044)003【总页数】5页(P56-60)【关键词】二氧化碳;甲烷含量;自热重整;干重整;合成气;临界条件【作者】刘俊义;祝贺;张军【作者单位】山西潞安矿业(集团)有限责任公司,山西长治 046204;中国科学院上海高等研究院低碳转化科学与工程重点实验室,上海 201203;中国科学院上海高等研究院低碳转化科学与工程重点实验室,上海 201203【正文语种】中文【中图分类】TE64;TQ01合成气是一种重要的碳一化工原料气，可以合成甲醇、甲酸甲酯、二甲醚、合成油等化工产品。

以天然气为原料重整制备合成气，按照O 原子供应原料不同可分为：(1)水蒸气为氧原料的湿重整SMR；(2)O2为氧原料的甲烷部分氧化POM；(3)CO2为氧原料的干重整；(4)上述两种或三种物质为氧原料的耦合重整。

其中水蒸气重整SMR，最早于1926 年成功工业化，但所得合成气的n(H2)/n(CO)高(约为3)，该工艺过程能耗高、投资大、设备庞大、生产成本高、活性组分为Ni 的催化剂面临严重的积炭问题[1,2]。

高温转炉煤气与焦炉煤气混合重整研究

高温转炉煤气与焦炉煤气混合重整研究摘要：构建行业间生态链、实现各行业协同耦合生产是提高生产效率和资源利用率的有效途径，该工艺以转炉煤气和焦炉煤气为原料进行重整，同时利用钢铁冶炼和焦化过程中的副产品来生产优质化工用合成气，是行业间协同生产的典型案例。

通常情况下焦化厂和钢铁厂距离较近，为高温转炉煤气和焦炉煤气的混合重整提供了有利的地理条件。

关键词：高温转炉煤气；焦炉煤气；混合重整1焦炉煤气概述焦炉煤气是炼焦工业的副产品。

2020年我国焦炭产量为4.7亿吨，生产1t 焦炭的同时会产生350-450Nm3焦炉煤气，我国每年焦炉煤气产量巨大。

焦炉煤气主要成分为CH4和H2，热值为17-19MJ／m3，属于高热值煤气，有较高的利用价值且利用途径很多。

目前焦炉主要利用方式有：用作工业炉窑的燃料；用于燃气内燃机、燃气轮机、燃气－蒸汽联合等发电装置；用作炼铁还原气；用于制氢工业；用作合成氨、甲醇等化工产品的原料等。

许多企业将焦炉煤气用作燃料或发电，这种方式简单快捷，但利用价值较低，探寻科学合理的利用方式是主要的研究方向。

焦炉煤气含有大量的H2和CH4，通过部分氧化重整或水蒸气重整后，产物气H2含量很高，如果作为直接还原生产海绵铁的还原气，能大幅度降低炼铁过程的碳排放，但由于企业内部焦化厂富余的焦炉煤气不能满足生产海绵铁的需求，用焦炉煤气生产还原气尚难实现大规模应用。

为了实现碳排放的降低，氢冶金是今年来较热门的研究课题，已经为该工艺的实现奠定了坚实的基础，在目前制H2成本较高的环境下，焦炉煤气是H2的重要来源。

通过煤气改质或重整提髙煤气品质并将其用作化工原料或是还原气是更有价值的利用方式。

焦炉煤气中氢含量高，因此焦炉煤气广泛地用作制氢气的原料。

焦炉煤气制氢气的工艺种类很多，物理法制氢包括深冷法、变压吸附法、水合物吸收法、半透膜分离法等。

化学法制氢主要是将焦炉煤气中的CH4通过化学反应髙效地转化为氢气，化学法重整制氢方法有CH4绝热转化法、CH4自热催化重整法、CH4部分氧化法、CH4水蒸气重整法等。

CH4与CO2重整制合成气研究的研究报告

CH4与CO2重整制合成气研究的研究报告编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（CH4与CO2重整制合成气研究的研究报告）的内容能够给您的工作和学习带来便利。

同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。

本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快业绩进步，以下为CH4与CO2重整制合成气研究的研究报告的全部内容。

CH4与CO2重整制合成气研究的研究报告杨真一 1 ，胡莹梦2，徐艳 3 ,郑先坤4（1:2009级化学工程与工艺四班，学号:09430841372：：2009级化学工程与工艺三班，学号：09430841413：2009级化学工程与工艺三班，学号:09430841364：2009级化学工程与工艺三班，学号：0943084008）摘要:二氧化碳和甲烷既是温室气体的主要组成，又是丰富的碳资源。

在石油资源日益匮乏以及环境问题日益严重的今天,二氧化碳的资源化利用已受到了广泛的关注，二氧化碳与甲烷重整制合成气的方法也越来越多，从传统的催化重整反应到现今受到更多研究的等离子体重整CH4-CO2技术，还有等离子体协同催化剂重整技术,都有大量的研究基础，本文就目前常用的几种甲烷-二氧化碳重整技术进行了调研研究并对热等离子体重整制合成气的实验方法进行了简要说明与探讨。

关键词：甲烷二氧化碳重整合成气研究二氧化碳和甲烷的化学转化和利用对于降低甲烷使用量、消除温室气体等具有重大意义；而合成气又是合成众多化工产品以及环境友好型清洁能源的重要原料.以天然气和CO2为原料制备合成气,与其他方法相比较，在获得同量碳值的合成气情况下，不仅可以减少天然气消耗量50％，还有利于减排CO2。

目前利用二氧化碳和甲烷重整制备合成气的方法主要有三种：（1)利用催化剂催化重整制合成气；（2）利用等离子体技术重整CH4—CO2；（3）前两种方法的综合利用。

高潞空气干重整 co2 转化率

高潞空气干重整 co2 转化率高潞空气（GaoLu Air）是一家致力于研发环保技术的公司，近年来他们开展了一项关于CO2转化率的研究。

CO2转化率是指将二氧化碳（CO2）转化为其他有用物质的比例。

这项研究的目的是通过高效利用CO2来减少温室气体的排放，从而对抗全球气候变化。

为了达到高效的CO2转化率，高潞空气的科研团队在多个方面进行了深入探究。

首先，他们研发了一种高效的催化剂，能够加速CO2转化的反应速率。

催化剂是一种能够促进化学反应的物质，它可以在较低的温度和压力下提高反应速率。

高潞空气的催化剂能够有效地催化CO2的转化，提高转化率。

高潞空气的科研团队将目光投向了氢气（H2）。

他们发现，将氢气与CO2进行反应可以产生甲烷（CH4），这是一种天然气的主要成分。

甲烷具有高热值和低碳排放的特点，是一种清洁能源。

因此，将CO2转化为甲烷是一种非常有前景的利用方式。

高潞空气的科研团队通过优化反应条件，成功地提高了CO2转化为甲烷的转化率。

高潞空气还探索了其他CO2转化的途径。

他们发现，将CO2与氨气（NH3）进行反应可以产生尿素（CO(NH2)2）。

尿素是一种重要的化学原料，广泛应用于肥料、塑料和医药等领域。

通过将CO2转化为尿素，不仅可以有效减少CO2的排放，还可以将其转化为有用的化学品，实现资源的循环利用。

除了催化剂和反应条件的优化，高潞空气还关注了CO2的捕集和净化技术。

他们研发了一种高效的CO2捕集装置，能够将大气中的CO2吸附并集中起来。

通过这种装置，高潞空气可以获得更高浓度的CO2，从而提高转化率。

此外，他们还开发了一种高效的CO2净化技术，能够去除CO2中的杂质，保证转化反应的纯度和效率。

在实际应用中，高潞空气的CO2转化技术具有广泛的应用前景。

首先，他们可以与燃气发电厂合作，利用燃煤和燃气发电过程中产生的大量CO2，将其转化为甲烷等清洁能源。

其次，他们还可以与化工企业合作，将CO2转化为有机化学品，用于生产塑料、涂料等产品。