利用水和CO2直接生产甲烷新工艺

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甲烷制备合成气工艺开发进展 (1)

该反应可在较低温度（７５０—８００℃）下达到９０％以上的热力学平衡转化，反应接触时间短（＜１０。２ｓ），可避免高温非催化部分氧化法伴生的燃烧反应，ＣＯ和Ｈ２的选择性高达９５％，生成合成气的Ｈ２／ＣＯ比接近２，适合于合成甲醇、费托合成等后续工业过程。与传统的蒸汽转化法和联合重整法相比，甲烷催化部分氧化制合成气的反应器体积小、效率高、能耗低，可显著降低设备投资和生产成本。因此，此工艺受到国内外的广泛重视，研究工作十分活跃。自９０年代以来，人们针对甲烷催化部分氧化反应所采用的氧化剂、原料配比、催化剂体系、工艺条件及反应器的不同已开发出固定床【３，４｜、流化床［５，６３以及陶瓷膜工艺等【７１９３。对这些工艺进行开发的国外公司主要有
石油资源作为２０世纪的主要能源在石油、化工领域占据了重要的地位。但由于长期大量开采，储量日趋匮乏，使世界能源结构正在发生深刻变化。据专家预测，到２ｌ世纪中叶，天然气在世界能源结构中所占比例将由目前的２５％上升到４０％左右，而石油将从目前的３４％降至２０％…。因此，天然气作为一种高效、优质、清洁的能源和化工原料，将逐步取代石油而占主导地位，成为２１世纪的主要能源，而研究和开发利用天然气的新技术、新工艺也就成为人们关注的焦点。天然气的主要成分是甲烷。利用甲烷制备化工产品主要有两条途径：直接转化法，如甲烷直接氧化偶联制乙烯，甲烷选择氧化制甲醇、甲醛等；间接转化法，即经合成气生产合成氨、甲醇和烃类等，如利用合成气（ＣＯ＋Ｈ２）作为中间产物，在Ｃｕ／ＺｎＯ催化剂上合成甲醇（ＣＯ＋２Ｈ２一ｃｎ３０８）或通过费托过程在Ｆｅ和ｃｕ催化剂上合成烃类［ｎＣＯ＋２ｎＨ２一（ＣＨ２）ｎ］。由于直接转化法中目的产物在苛刻的反应条件下很容易深度氧化为Ｃ０２和Ｈ２０，存在转化率低、产率低、选择性较差等缺点，近期内工业化较困难。而采用先将天然气转化为合成气，再合成化学品和燃料的间接转化法目前已在工业上广泛应用，而且随着以合成气为原料的许多化工合成过程中一些新技术的不断诞生，将会使间接转化法在天然气综合利用中发挥更大的作用。为此，笔者将国内外已工业化应用的天然气转化为合成气工艺技术的改进及新技术的研究开发进展综述如下。

甲醇合成的工艺流程

甲醇合成的工艺流程：水煤浆经新型气化炉加压气化制取的水煤气，经净化处理制得总硫含量小于0.1 ppm，氢碳比(H2-CO2)/(CO+CO2) =2.05~2.15的合格合成气。

经透平压缩机压缩段5级叶轮加压后，在缸内与甲醇分离器来的循环气（40℃，4.6Mpa）按一定比例混合，经过循环段1级叶轮加压至5.20Mpa后，送入缓冲槽中，获得压力为5.15MPa，温度约为60℃的入塔气。

入塔气以每小时528903Nm3的流量进入入塔预热器的壳程，被来自合成塔反应后的出塔热气体加热到225℃后，进入合成塔顶部。

合成塔为立式绝热管壳型反应器。

管内装有NC306型低压合成甲醇催化剂。

当合成气进入催化剂床层后，在5.10MPa，220~260℃下CO、CO2与H2反应生成甲醇和水，同时还有微量的其它有机杂质生成。

合成甲醇的两个反应都是强放热反应，反应释放出的热大部分由合成塔壳侧的沸腾水带走。

通过控制汽包压力来控制催化剂层温度及合成塔出口温度。

从合成塔出来的热反应气体进入入塔预热器的管程与入塔合成气逆流换热，被冷却到90℃左右，此时有一部分甲醇被冷凝成液体。

该气液混合物再经水冷器进一步冷凝，冷却到≤40℃，再进入甲醇分离器分离出粗甲醇。

分离出粗甲醇后的气体，压力约为4.60MPa，温度约为40℃，返回循环段，经加压后循环使用系统。

为了防止合成系统中惰性的积累，要连续从系统中排放少量的循环气体：一部分直接排放至精馏工段，另一部分经水洗塔洗涤甲醇后作为弛放气体送往燃气发电管网，整个合成系统的压力由弛放气排放调节阀来控制。

分离出的粗甲醇和水洗塔塔底排出粗甲醇液体，减压至0.4MPa后，进入甲醇膨胀槽，以除去溶解在粗甲醇中大部分气体，然后直接送往甲醇工段或粗甲醇贮槽。

汽包与甲醇合成塔壳侧由二根下水管和六根汽液上升管连接形成一自然循环锅炉，付产4.0MPa中压蒸汽减压至1.3MPa后送入蒸汽管网。

汽包用的锅炉给水来自锅炉给水总管，温度为104℃，压力为5.0MPa。

二氧化碳和氢气转化为天然气的生物甲烷化工艺

石墨烯型膜材料制备的新方法
新加坡义安理工学院和纽卡斯尔大学的研究人员报告了一种简单的制备石墨烯型复合膜材料的方法，他们通过引入胺类和羧基来提高石墨烯的可湿润性。一ｃＯ０Ｈ和一ＯＨ官能团提高了石墨烯氧化
在可见光下，量子棒吸收光子释放出电子，然后电
Hale Waihona Puke 能生产碳纤维的新工艺，预计能把单系列生产线的生产能力提高到近２万吨／年，比现有生产线的产能高１０倍，同时还能降低５０％生产成本及ＣＯ，排放。到目前为止已得到３项重要结果：不需要氧化
物的亲水性，研究人员通过引入一Ｃ００Ｈ和～ＮＨ，
国内超级悬浮床工业示范装置一次开车成功
我罔首套自主研发的超级悬浮床工业示范装置近日一次开车成功。该装置由北京三聚环保新材料股份有限公司和北京华石联合能源科技发展有限公司联合开发。悬浮床单元总转化率９６％９９％，轻
二氧化碳排放的问题 ”。李灿表示，我国是国际上
只有２０％。为了提高性能，研究人员测试了各种反应条件。在新的研究中他们通过提高ｐＨ值并加入异丙醇取得了成功。在这些条件下，空穴氧化氢氧根阴离子（高ｐＨ值下氢氧根阴离子更多）得到羟基自由基，而异丙醇将电子贡献给羟基自由基，这

甲烷水蒸汽转化

天然气转化天然气转化甲烷水蒸汽转化（sMR）甲烷水蒸汽转化工艺（SMR）作为传统的甲烷制合成气过程（图1一2）,主要涉及下述反应:CH4+H20!3H2+C0vH298K=206.29kJ/mol这是一个强吸热过程，转化一般要在高温下进行（＞1073K）〃产物中HZ/Co约为3:1,为防止催化剂积炭，通常需要通入过量的水蒸汽,依合成气用途,原料气839KFuel和■Caaly:!tubesStackEffluentgasNaturalgas图1-2SMR示意图Figure1-2Theschematicof SMR中HZO/CH4典型的摩尔比为2-5;并且为保持较高的生产速率，工业生产中压力通常高3.0MPa。

该反应过程的缺点是能耗高，设备庞大复杂！占地面积大，投资和操作费用昂贵。

联合转化工艺（SM侧oZR）联合重整工艺流程如图1-3所示，将SMR反应器出口的混合气送入二级氧化反应器内,未完全消耗的甲烷（在SMR出口处CH;转化率为90-92%）与0:发生部分氧化反应后,再进一步通过催化剂床层进行二次重整反应，生成的合成气HZ/CO 比在2.5~4.0,随后利用水汽转化（WGS ）反应（见式4）,调整产品中H:和CO 比例,来满足下游合成的利用。

该工艺有效地减小了SRM 的规模，降低了能耗，但不足之处是仍需两个反应器。

CH4+HZ003H2+C0vH29sK 二一4IkJ/molFigure1-3The blockdiagramfor5MR/OR中国石化集团四川维尼纶厂目前在运行的甲醇装置有两套，一为1996年建成投产的直接以天然气为原料的10万t/a 甲醇装置，另一为2011年整合建成投产的以乙炔尾气为原料的77万t/a 甲醇装置。

前者采用成熟的管式转化炉生产合成气，并利用德国Lurgi 合成工艺技术生产甲醇；后者利用英国Davy 公司合成工艺生产甲醇，并在合成环路驰放气的处理上采用了膜分离与ATR 转化工艺技术，以提高装置产能和降低综合能耗。

关于甲烷化技术

甲烷化技术甲烷化就是利用催化剂使一氧化碳和二氧化碳加氢转化为甲烷的方法，此法可以将碳氧化物降低到10ppm以下，但需要消耗氢气。

一、加氢反应CO+3H2=CH4+H2O+206.16KJCO2+4H2=CH4+2H2O+165.08KJ此反应为强放热反应，有氧气存在时，氧气和氢气反应会生成水，在温度低于200℃，甲烷化催化剂中的镍会和CO反应生成羰基镍：Ni+4CO=Ni(CO)4因此要避免低温下，CO和镍催化剂的接触，以免影响催化剂的活性。

甲烷化的反应平衡常数随温度增加而下降，作为净化脱除CO和CO2作用的甲烷化技术，反应温度一般在280～420℃之间，平衡常数值都很大，在400℃、2.53Mpa压力下，计算CO和CO2的平衡含量都在10－4ppm级。

湖南安淳公司开发的甲烷化催化剂起活温度210℃，使用温度为220～430℃之间。

进口温度增加，催化剂用量减少，压降和功耗有较大的降低。

这部分技术在国内已经非常成熟，而且应用多年。

目前，甲烷化技术已经用在大规模的合成气制天然气上，因此最大的问题是催化剂的耐温及强放热反应器的设计制作上。

二、甲烷化催化剂甲烷化是甲烷蒸汽转化的逆反应，因此甲烷化反应的催化剂和蒸汽转化催化剂一样，都是以镍作为活性组分，但是甲烷化反应在温度更低的情况下进行，催化剂需要更高的活性。

为满足上述需要，甲烷化催化剂的镍含量更高，通常为15～35％（镍），有时还需要加入稀土元素作为促进剂，为了使催化剂能承受更高的温升，镍通常使用耐火材料作为载体，且都是以氧化镍的形态存在，催化剂可压片或做成球形，粒度在4～6mm之间。

催化剂的载体一般选用AI2O3、MgO、TiO、SiO2等，一般通过浸渍或共沉淀等方法负载在氧化物表面，再经焙烧、还原制得。

其活性顺序为：Ni／MgO<Ni／AI2O3<Ni／SiO2<Ni／TiO2<Ni／ZrO2稀土在甲烷化催化剂中的作用主要表现在：提高催化剂活性和稳定性、抗积炭性能好、提高了催化剂耐硫性能。

国内焦炉煤气现状及综合利用情况

国内焦炉煤气现状及综合利用情况一、焦炉煤气资源利用现状2022年全国焦炭产能预计3.7亿吨，焦炉煤气产量1500多亿方/年，全国约有焦化企业2000多家，其中1/3为钢铁联合企业，2/3为独立焦化企业；而独立焦化企业主要分布在山西、河南、山东、云南、内蒙等地，其中山西为世界上焦炭最大聚集地。

山西焦炭产能约占全国22%，近期坚持焦化并举，淘汰落后产能，实施总量控制（1.4亿吨），为焦炉气综合利用市场提供良好发展环境；全省焦化投资预计330亿，将继续规范吕梁、临汾两大焦化产业基地，完善30个产焦百万吨的重点企业，孕育良好的焦炉气制甲烷市场契机；2022年，将在介休、孝义等地建设十大焦炉气综合利用园，并在河津、清徐建设两个焦炉气制甲烷示范项目(形成规模10亿m3/a)；山西、河南、山东、云南、内蒙等地焦炉气资源丰富但离中心城市距离远，许多焦炉气被直接燃放，利用率低；焦炉气制甲醇和化肥由于市场受限和发电上网困难等因素影响，目前较好的利用途径是焦炉煤气甲烷化制天燃气。

焦炉煤气是指用炼焦用煤在炼焦炉中经高温干馏后，在产出焦炭和焦油产品的同时所得到的可燃气体，是炼焦产品的副产品，未经净化处理的称之为荒煤气，经净化处理的称之为净煤气即本文所指的焦炉煤气。

焦炉煤气的热值约为17580kJ/m3～18420kJ/m3，天然气的热值约为35588kJ/m3，焦炉煤气的热值约为天然气热值的一半。

焦炉煤气的密度为0.45kg/m3～0.48kg/m3。

着火温度为600℃～650℃，具有燃烧速度快、着火快、火焰短的特点，理论燃烧温度为1800℃～2000℃。

每炼1吨焦炭，会产生430m3左右的焦炉煤气。

这些焦炉煤气中的一半用于企业自身回炉助燃，另外约200m3必须使用专门的装置进行回收净化处理，否则只能直接排入大气，或者燃烧排放（俗称“点天灯”）。

全国外供焦炉煤气预计就有700多亿立方米，有很多非钢焦化企业所产的焦炉煤气无法利用被“点天灯”而浪费了（这些企业一般远离城市中心），有约300亿立方米被白白排放掉。

二氧化碳的化学利用

二氧化碳的化学应用姓名:黄晓俊学号：S1211W213摘要：介绍了以CO2作为原料合成化学品的一些最新研究进展。

从CO2与H2、CH4、H2O、CH3OH等反应可以制得甲醇、C2烃、合成气、碳酸二甲酯等许多有价值的化学品，同时二氧化碳的化学利用对环境保护也极为有益。

关键词：二氧化碳；化学利用；甲醇；C2烃；合成气；碳酸二甲酯前言二氧化碳是地球蕴藏的最为丰富的C1资源。

据估计,地球上二氧化碳的含碳量是煤、石油和天然气含碳量的十倍,达到1014t;另外,二氧化碳的潜在资源碳酸盐在自然界的分布极广,含碳量更高,达到1016t。

但是，CO2也是主要的温室气体，主要来源于化石燃料燃烧排放。

在现代工业迅速发展的今天，人向大气中排放的CO2正以每年4%的速度递增,这会给人类的生产、生活造成严重的影响，但限制排放在很大程度上影响现代工业和世界经济的发展。

因此如何有效地利用CO2正引起世界的关注。

目前在化学方面，科研工作者把精力集中在将CO2作为替代C源来合成有用的化学品，如H2还原制备甲醇、CO2和CH4制合成气和C2烃、CO2与甲醇反应合成碳酸二甲酯等。

本文主要介绍一些这方面的最新研究进展。

1 CO2加氢还原1.1 制备甲醇在该过程中通常存在以下反应：CO2 + 3H2→ CH3OH+H2O △H298=-49.57kJ/molCO2 + H2 →CO+H2O △H298=41.27kJ/mol对CO2加氢合成甲醇，近几年的研究主要集中对Cu-Zn系主体催化剂的改性，包括添加辅助元素和催化剂的超细粉体化[1]。

丛昱等人采用溶胶一凝胶法、共沉淀法和共沸蒸馏法制备了一系列不同粒度范围的超细Cu-ZnO催化剂，并应用BET,XRD,TEM和TPR等物理化学方法对催化荆的结构和物化性质进行了表征．同时考察了催化剂上CO2加氢合成甲醇的反应性能．结果表明，超细Cu-ZnO-ZrO2催化剂具有粒度小、颗粒分布均匀和稳定性好的特点，并发现超细Cu—ZnO-ZrO2催化剂比大颗粒的工业Cu-ZnO-Al2O3催化剂具有更高的催化活性，而且随着催化剂粒度的减小，甲醇合成活性进一步增大。

利用水和CO2直接生产甲烷新工艺

学》杂志上。
碳中分离生成的合成气直接转化而成，或直接利用水和二氧化碳转化而成，而无需中间形成合成气或两者的结合。在这项研究中，研究团队采用了镍掺杂的二氧化铈和铑掺杂的二氧化铈。两种
利用水和ＣＯ直接生产甲烷新工艺
太阳能驱动的热化学循环（ＳＴＣｓ）为在富能
这个新概念如果可以做到对烃类的高选择性，本质上就可绕过第二转化阶段，如甲烷化或费一托过程。这可能会使太阳能燃料生产链变得更为经济。此外，再也不需要存储和运输合成气。
Ｃｈｉｎａｉｎ２０１５．Ｉｔｉｓｅｓｔｉｍａｔｅｄｔｈｅａｐｐａｒｅｎｔｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｃｏｕｌｄｒｅａｃｈａｂｏｕｔ２０００ｋｔ／ａｉｎＣｈｉｎａｉｎ２０２０．Ｔｈｅ
ａｔＨｏｍｅａｎｄＡｂｒｏａｄａｎｄｉｔｓＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔＰｒｏｓｐｅｃｔ
ＣｕｉＸｉａｏｍｉｎｇ
（ＳｉｎｏｐｅｃＢｅｉｊｉｎｇＣｈｅｍｉｃａｌＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，ＹａｎｓｈａｎＢｒａｎｃｈ，Ｂｅｌｌｉｎｇ１０２５００）
ＡＢＳＴＲＡＣＴ

脱碳与甲烷化

物料衡算序号物料名流量与
组成
二氧化
碳
其他组
分
合计 100
9000
1 2
低变气出塔净
化气
%
Nm3/h
18.9
1713
81.1
7287
%
Nm3/h %
0.3
14.64 98.2 1
99.7 5
100
7255.5 7270.2 1.8 100
3
出塔再
生气
Nm3/h 1694.1 36.697 1729.8
安全生产
噪音控制：
改进工艺，改造机械结构，提高精密度。
一级预防
对室内噪声，可采用多孔吸声材料吸收。实行噪声作业与非噪声作业轮换制度。
对接触噪声的作业工人定期进行听力检查。
二级预防
职工还应加强自我保护意识。
物料衡算
已知条件：（1）原料气组成（体积分数）出系统净化气CO2含量：0.2% 出系统再生气CO2含量：98.0% 进系统低变气CO2含量：19.0% （2）流量（Nm3/h）进系统变化气： 9000 出系统净化气： 7270.2 出系统再生气： 1729.8
R’2NCOOH（4） R’2NH+R2CH3NH+· HCO3-（5） R2CH3NH+· HCO3-（6）
基本原理
反应受（4）式控制，但是（4）式要比（1）式——即二氧化碳的水化反应进行得快很多，所以综上所述，加入活性剂后改变了MDEA 溶液吸收二氧化碳的历程。活化剂起了传递二氧化碳的作用，加快了反应速度。
甲烷化工段
基本原理
甲烷化反应是CO和CO2，在一定的温度和甲烷化催化剂作用下，与H2发生反应，生成CH4和水蒸气，通过后部冷却，使水蒸气冷凝分离，最后得到只含CH4杂质的合格氢。甲烷化反应方程式如下：

我国沼气提纯技术及生物天然气产业发展情况

我国沼气提纯技术及生物天然气产业发展情况摘要：近年来，随着社会建设的不断发展，生态文明建设、调整能源结构和低碳发展是我国当前和未来时代的特征，生物天然气因具有生态、环保和能源的三重属性，得到广泛的关注。

生物天然气是以农林废弃物和畜禽粪便为原料发酵后经提纯制取的天然气。

2015年国家发布农村沼气工程转型升级工作方案，标志着沼气大规模开发利用时代的到来，提倡高品位的生物天然气，倡导用现代技术手段建设规模化、商业化的大型生物天然气项目。

文章重点从我国生物天然气在国家政策、工艺装备和发展模式方面进行探讨，并提出行业未来发展的建议。

关键词：沼气提纯技术；生物天然气；产业发展引言随着我国现代化进程的推进，能源需求不断增加，能源消费仍以传统煤燃料为主。

但是大量的煤炭的使用会造成粉尘污染，破坏生态。

因此国家发改委在《能源发展“十三五”规划》中明确提出，“十三五”期间增加对天然气的使用，到2020年天然气消费比重力争达到10%。

但是我国天然气市场储存已无法满足其需求，造成天然气的对外依存度不断提高。

因此，可替代天然气的可再生能源的研究与开发受到了越来越多的关注。

尤其是将废弃生物质高效转化为生物天然气，具有保护环境和节能减排的多重意义。

沼气作为优质清洁能源，是对生物质能的高效益利用。

中国的沼气最早应用于20世纪20年代，用于农村家庭的炊事，经过近百年的发展，由幼稚走向成熟，当下正面临高速发展时期。

通过大量研究者的共同研究，发现并利用沼气的良好防爆性能，可以将沼气提纯到97%以上，从而达到车用燃气的标准，是目前沼气应用比较热门的方向。

沼气经过提纯后，热值更高，浓度为97%的甲烷气体可以满足天然气的供应要求，从而能够并入天然气管网。

因此，沼气在中国政府支持下正在逐渐发展成为可以替代传统化石燃料的清洁能源。

1沼气提纯技术1.1水洗法水洗法是一种物理方法，利用CO2和CH4在水中溶解度不同，通过物理吸收，实现CO2和CH4分离。

天然气制乙烯技术进展及经济性分析

2016年第35卷第6期CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS ·1733·化工进展天然气制乙烯技术进展及经济性分析胡徐腾（中国化工集团公司，北京 100080）摘要：介绍了当前几种主要的天然气制乙烯技术新进展，包括天然气经甲醇制乙烯、费-托合成制乙烯、甲烷氧化偶联制乙烯技术进展及应用情况，并对这几种工艺进行了技术经济评价，结论认为：天然气制乙烯技术的大规模应用，主要取决于天然气原料供应的有效保障及其价格是否合理，在天然气供应充足、价格合理的条件下，天然气经甲醇制乙烯工艺将会得到较快发展，而费-托合成制乙烯、甲烷氧化偶联制乙烯技术目前尚未达到成熟应用阶段，需要持续加大研发力度，争取早日实现工业化应用。

关键词：天然气；乙烯；甲醇；费-托合成；甲烷氧化偶联；技术进展；经济评价中图分类号：TQ 221.21 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2016）06–1733–06DOI：10.16085/j.issn.1000-6613.2016.06.013Technology progress and economy analysis on natural gas to ethyleneHU Xuteng（China National Chemical Corporation，Beijng 100080，China）Abstract：The current main technology progress of natural gas to ethylene were introduced，including natural gas to ethylene through methanol，Fischer-Tropsch synthesis route，and oxidative coupling of methane. Technical and economic evaluation of these processes were performed，and the conclusions are：the large-scale application of natural gas to ethylene technology mainly depends on the natural gas supply and it’s price. Under the conditions of sufficient gas supply and reasonable price，the technology of natural gas to ethylene through methanol will get a rapid development，while the applications of Fischer-Tropsch synthesis and oxidative coupling of methane technology at present has not yet been mature and it is necessary to continue to intensify their research and development for the realization of their industrial application.Key words： natural gas；ethylene；methanol；Fischer-Tropsch synthesis； oxidative coupling of methane；technical progress；economic evaluation近年来，全球乙烯市场需求强劲，2014年全球乙烯产能达到1.53亿吨/年，需求量1.43亿吨，产量1.3亿吨，由于供应增速低于需求增速，市场供应相对偏紧[1]。

二氧化碳和氢气合成甲烷工艺流程

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二氧化碳分段甲烷化新工艺_侯建国

CO2 甲烷化都属于典型的放热反应，每 1% CO2 转化为甲烷，气体的绝热温升约 60℃[11]。因此 CO2 甲烷化工艺设计的重点是对反应热量的管理和对反应温度的控制，使反应热逐步释放出来并进行梯级利用，过程中要保证在合理的温度区间内，以免超温导致 CO2 甲烷化催化剂烧结；CO2 甲烷化催化剂开发重点是具有较高的 CO2 选择性和转化率，避免副产物的生成。
第1期
侯建国等：二氧化碳分段甲烷化新工艺
79
开发应用
二氧化碳分段甲烷化新工艺
侯建国，宋鹏飞，王秀林，高振，姚辉超，李颖
（中海石油气电集团技术研发中心，北京 100028）
摘要：开展二氧化碳的大规模资源化利用是降低温室气体排放的重要途径。二氧化碳甲烷化有望为减排，消纳过剩的风
电、光电等新能源电力和增加清洁能源供应提供一种有效途径。针对工业捕集的浓度高、规模大二氧化碳资源的利用，借鉴在
烷化反应正向进行，但温度过低会使反应速率低、甚至造成催化剂羰基化，而温度过高会抑制 CO2 甲烷化反应，降低 CH4 产率。根据文献[8]中的试验数据，整理出某具有代表性的 Ni 基 CO2 甲烷化催化剂转化率和选择性见图 1。
从图 1 可以看出，CO2 甲烷化在 250℃即可发生，＞300℃后 CO2 转化率迅速升高，400~500℃区间 CO2 转化率和 CH4 选择性都处于较高水平。有文
煤制天然气甲烷化技术研究中的经验，我们创新开发了一种二氧化碳分段甲烷化的新型工艺方法，采用原料气本身及部分产
品气作为控温介质，实现高强度反应热的逐步释放和梯级利用。
关键词：二氧化碳；甲烷化；新能源；电制氢；电制气 (PTG)；储能

利用二氧化碳生产甲醇的工艺流程设计【开题报告】

毕业论文开题报告化学工程与工艺利用二氧化碳生产甲醇的工艺流程设计一、选题的背景、意义二氧化碳的排放造成全球气候变暖，是近几年来世界各国所重视的课题。

除了提高资源使用效率（低碳经济）外，二氧化碳的捕集、封存及再利用（CCS）技术受到广泛关注。

该技术不仅可以减少大气中二氧化碳的浓度，降低温室气体的排放和减少环境污染，而且可以得到高纯度二氧化碳并成为制造化学品的含碳原料，变废为宝，增加经济效益。

该技术是控制温室气体排放，实现含碳资源循环利用的应用途径之一。

随着节约能源和保护环境上升为基本国策，以及节能减排工作的进一步深入，可持续发展日益重要，甲醇将再次被研究人员重视，以致于有关甲醇的下游产品及技术发展的更加透彻，从而甲醇的市场会变的更大。

二、相关研究的最新成果及动态2.1.二氧化碳的简介二氧化碳是工业的主要排放物，是引起全球温室效应的主要气体之一，更是一种重要的碳资源。

二氧化碳分子结构很稳定，化学性质不活泼，没有闪点，不燃性气体；无色无味，无毒性。

二氧化碳的用途极广，以下通过三种不同状态下的二氧化碳进行介绍。

2.1.1.干冰液态二氧化碳蒸发时会吸收大量的热，而当它释放大量的热则凝成固体二氧化碳，俗称干冰。

干冰的用途范围广泛，在食品、卫生、餐饮中都有大量利用。

①干冰在石油化工的应用。

清洗主风机、气压机、烟机、汽轮机、鼓风机等设备及各式加热炉、反应器等结焦结炭的清除。

清洗换热器上的聚氯乙烯树脂；清除压缩机、储罐、锅炉等各类压力容器上的油污、锈污、烃类及其表面污垢；清理反应釜、冷凝器；复杂机体除污；炉管清灰等。

②干冰在食品、制药方面有广泛应用。

可以成功去除烤箱中烘烤的残渣、胶状物质和油污以及未烘烤前的生鲜制品混合物。

有效清结烤箱、混合搅拌设备、输送带、模制品、包装设备、炉架、炉盘、容器、辊轴、冷冻机内壁、饼干炉条等。

干冰清洗的益处：排除有害化学药剂的使用，避免生产设备接触有害化学物和产生第二次垃圾；拟制或除掉沙门氏菌、利斯特菌等细菌，更彻底的消毒、洁净；排除水刀清洗对电子设备的损伤；最小程度的设备分解；降低停工时间。

煤基合成气制甲烷工艺与催化剂研究进展

煤基合成气制甲烷工艺与催化剂研究进展宗弘元;余强;刘仲能【摘要】The production of synthetic natural gas( SNG)is an important route of the highly efficient and clean utilization of coal. The key reactionof coal to SNG is methanation,which is strong exothermic, reversible and reduced volume after the reaction. In order to get high methane yield,the measures of multistage adiabatic cycle to dilute CO and shift/purificationof syngas was adopted. The existing traditional process of methanationand their characteristics were summarized. On this basis,the methanation processes were compared,and the development of novel sulfur-tolerant methanation process for coal to SNG was proposed and discussed. The hydrothermal stability of conventional Mo-based sulfur-tolerant methanation catalysts needs to be improved because of low space velocity and conversion of raw materials. The future research trend of coal to SNGis the development of multistage sulfur-tolerant methanation processes and their corresponding catalysts with high performance.%煤制天然气是煤炭高效清洁利用的重要途径，甲烷化是煤制天然气的关键反应，具有强放热、可逆和体积缩小的特点。

合成气甲烷化工艺技术研究进展

合成气甲烷化工艺技术研究进展发布时间：2022-01-20T09:24:33.595Z 来源：《中国科技人才》2021年第29期作者：梁晨[导读] 具有路线短、能源效率高、过程能耗低、二氧化碳排放量和耗水量相对较少等优势。

伊犁新天煤化工有限责任公司新疆伊犁 835100摘要：合成气完全甲烷化技术是煤制天然气特有的技术，按照反应器类型，合成气甲烷化工艺可以分为绝热固定床、等温固定床、流化床和浆态床等工艺，其中绝热固定床甲烷化工艺成熟并广泛应用于煤制天然气项目。

本文介绍了多种绝热固定床甲烷化工艺，并比较了2种高温绝热固定床甲烷化工艺的流程、技术特点和应用情况。

随着研究工作的不断深入，国内绝热固定床甲烷化技术达到了国际技术同类水平，具备了工业化应用条件，但还需在节能降耗、提高催化剂寿命方面加大研究力度。

关键词：合成气甲烷化；合成天然气；甲烷化工艺；绝热固定床“富煤、贫油、少气”是我国能源资源的特点。

近年来，我国天然气供求严重失衡，大量依赖进口，这一特点决定了煤制天然气是我国能源战略安全与经济发展的必由之路。

煤制天然气作为典型的煤基替代能源战略，具有路线短、能源效率高、过程能耗低、二氧化碳排放量和耗水量相对较少等优势。

国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要（“十三五”规划）中提出了支持绿色清洁生产，发展绿色低碳循环产业，坚持节约资源和保护环境的基本国策，坚持可持续发展。

因此发展高效、低碳、洁净的煤炭资源利用技术意义重大1国内煤制天然气发展近况由于国内能源赋存，开发了很多大规模煤制天然气的工业化项目，涉及产能共计2410×108m3/a，目前国家发展改革委员会核准8个煤制天然气项目（见表1），总产能311×108m3/a。

国内煤制天然气项目存在规划多，环评通过率低，开工率低，项目推进缓慢的现状。

大唐阜新煤制天然气项目将于资产重组后开工建设；浙能伊犁新天煤制天然气项目将完成前期手续，尽快启动项目建设；中海油大同、北控鄂尔多斯、苏新能源等煤制天然气项目，将有序开展前期工作。

湖北省新高考联考协作体2022-2023学年高一下学期期末考试化学试题及答案

2022-2023学年度下学期期末考试高一化学试卷考试时间：2023年6月27日下午14：30-17：05 注意事项：试卷满分：100分1．答题前，先将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在试卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。

2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。

写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。

3，非选择题的作答：用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。

写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。

可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 O-16 Co-59一、选择题（本题共15小题，每小题3分，共45分。

在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题意）1．下列有关化学用语表示正确的是（）A ．甲烷的球棍模型B ．乙烯的空间填充模型C ．羟基的电子式：:O :HD ．聚丙烯的结构简式222[CH CH CH ]n2．2023年5月30日9点31分，神舟十六号载人飞船顺利发射，我国航天航空事业再次迎来飞速发展。

下列有关说法正确的是（）A ．载人飞船采用的太阳能刚性电池阵，将化学能转化为电能供飞船使用B ．“神舟”飞船航天员穿的航天服使用的多种合成纤维为有机高分子材料C ．宇宙飞船返回舱表面使用的高温结构陶瓷属于传统无机非金属材料D ．发射飞船的火箭使用的燃料偏二甲肼[()32CH N NH −]属于烃类3．化学与生活息息相关，下列关于糖类、油脂、蛋白质的说法正确的是（） A ．蛋白质和油脂都是高分子化合物B ．炒菜用的葵花籽油、牛油都属于可以皂化的饱和酯类物质C ．使用医用酒精、84消毒液杀灭新冠病毒涉及蛋白质的变性D ．淀粉和纤维素的化学式均为()6105C H O n ，两者互为同分异构体4．煤、石油和天然气是目前人类使用的主要能源。

下列说法错误的是（） A ．煤的气化和液化均为化学变化 B ．天然气是一种清洁的化石燃料C ．煤油和柴油可以通过石油的减压分馏直接得到D ．通过石油裂化和裂解可以得到乙烯、丙烯、甲烷等重要的基本化工原料5．习近平主席指出“幸福下会从天降，美好生活靠劳动创造。

沼气脱碳脱水方法全面盘点

沼气脱碳脱水方法全面盘点一、沼气中CO2的去除CO2降低了沼气的能量密度，通过去除CO2可以提高单位体积气体的能量值，此外，去除CO2也可以提高沼气品质。

如果所用的沼气需要达到天然气标准或者被用作汽车燃料，那么就必须对其中的CO2进行去除；如果只作为一般的没有特殊要求的用途，则没有必要脱除CO2。

1、物理吸收法采用物理溶剂吸收CO2，没有形成新的化合物。

其中一种方法采用甲醇作为吸收剂，其工艺特点是不会加湿原料并且再生能耗低。

在再生阶段，CO2从物理溶剂中闪蒸出来，贫溶剂用泵打回吸收塔。

物理溶剂吸收法特别适合重烃含量少的贫气，这是因为甲烷在甲醇中的溶解度只是CO2在甲醇中溶解度的40%，而丙烷在甲醇中的溶解度与CO2的相近，因此需要一个循环系统以提高气体的回收率。

物理溶剂吸收法还可采用无水碳酸丙烯脂等溶剂，但从目前的大中型沼气工程的投资和效益来考虑，还是不适用的。

(1)水洗法水洗法是利用CO2和H2S在水中溶解度与甲烷的差异，通过物理吸收过程，实现CO2和H2S 与甲烷的分离。

通常沼气经压缩后从吸收柱底部进入，水从顶部进人进行反相流动吸收。

为提高CO2在水中的溶解度，水洗工艺一般采用较高压力，吸收了CO2和H2S的水可以再生循环使用，可以在吸收柱中通过减压或者用空气吹脱再生，增加了运行成本。

吸收过程需要大量纯化工业用水，产生的废水需进行回收处理，净化后气体也需干燥处理，设备比较复杂。

此外，当水中的H2S浓度比较高的时候，一般不推荐使用空气吹脱，因为水很快又会被硫污染。

如果有废水可以利用，不推荐对水进行再生。

(2)聚乙二醇洗涤法聚乙二醇洗涤和水洗一样也是一个物理吸收过程。

现多采用一种商品名为Selexol的溶剂，主要成分为二甲基聚乙烯乙二醇。

和在水中一样，CO2和H2S在Selexol溶剂中的溶解度比甲烷大，不同之处是CO2和H2S在Selexol溶剂中的溶解度比水中大，这样所需Selexol的量也会减少，更加经济和节能。

中考化学复习---工艺流程阅读题练习(含答案解析)

中考化学复习---工艺流程阅读题练习（含答案解析）1．（2022•阜新）在实验室模拟自来水厂的净水过程，将浑浊的细河水最终制成自来水。

实验流程如图所示：（1）明矾的作用是吸附水中的悬浮杂质而加速其沉降。

（2）操作X的名称是过滤。

（3）取少量液体C于试管中，滴加肥皂水，振荡。

观察到有较多的浮渣产生，说明液体C是硬水（填“软水”或“硬水”）。

【答案】（1）吸附水中的悬浮杂质而加速其沉降；（2）过滤；（3）硬水。

【解答】解：（1）明矾的作用是吸附水中的悬浮杂质而加速其沉降；故答案为：吸附水中的悬浮杂质而加速其沉降；（2）操作X是分离难溶性固体与液体的方法，即过滤操作；故答案为：过滤；（3）取少量液体C于试管中，滴加肥皂水，振荡。

观察到有较多的浮渣产生，说明液体C是硬水；故答案为：硬水。

2．（2022•青岛）请阅读下面的材料，回答有关问题。

研究显示：每年排放的二氧化碳近一半存留在大气层，其它被陆地和海洋吸收。

人类大量使用煤、石油和天然气等化石燃料，砍伐森林，导致过量的二氧化碳进入海洋，使海洋酸化，表层海水平均pH从8.1下降到7.9。

人类给海洋的二氧化碳越多，海水pH越小，吸收二氧化碳的能力就会相对减弱，这样的循环会导致海洋生物链发生变化。

垃圾焚烧发电是生活垃圾处理的有效方式之一，但垃圾焚烧会产生烟尘和有害气体，还会增加二氧化碳的排放，加剧海洋酸化；同时垃圾焚烧需要购买辅助燃料，成本较高。

我国烟气处理协同P2G技术很好地解决了这些问题，其主要流程如图所示。

（1）过量的二氧化碳进入海洋，使海洋酸化，发生反应的化学方程式为CO2+H2O ＝H2CO3。

（2）下列有关海洋酸化的说法不正确的是 C （选填字母序号）。

A.海洋酸化是指表层海水呈酸性B.海洋酸化会导致气候变暖加剧C.海洋酸化不会影响海洋生物及其生态系统D.海洋酸化会改变海水中某些离子的浓度（3）流程中“净化装置”的作用是除去烟尘和有害气体，“其它气体“的主要成分有O2和N2（填化学式）等气体。