甲烷催化部分氧化制合成气研究新进展
211171490_甲烷催化部分氧化制合成气催化剂的研究进展
化工进展Chemical Industry and Engineering Progress2023 年第 42 卷第 4 期甲烷催化部分氧化制合成气催化剂的研究进展阮鹏1，杨润农1，2，林梓荣1，孙永明2（1 广东佛燃科技有限公司，广东 佛山 528000；2 中国科学院广州能源研究所，广东 广州 510640）摘要：天然气是一种前景广阔的清洁燃料，甲烷作为天然气的主要成分，其高效利用具有重要的现实意义。
在众多甲烷转化途径中，甲烷催化部分氧化（CPOM ）具有能耗低、合成气组分适宜、反应迅速等优势。
本文简要介绍了CPOM 反应机理，即直接氧化机理和燃烧-重整机理；重点综述了过渡金属、贵金属、双金属和钙钛矿这四类CPOM 催化剂的研究现状；分析了反应温度、反应气体碳氧比和反应空速对CPOM 反应特性的影响；阐述了积炭和烧结这两种催化剂失活的主要原因及应对措施。
根据研究结果可知，通过选取合适的催化剂组分、采用优化的制备方法、精确控制催化剂活性组分分布和微观结构等措施，可以保证更多的有效活性位更稳定地暴露在催化剂表面，以此提高催化性能（包括甲烷转化率、合成气选择性、合成气生成率、反应稳定性等）。
最后指出了对CPOM 催化剂微观结构的合理设计与可控制备以及对CPOM 反应机理的深入研究仍将是今后关注的重点。
关键词：甲烷；部分氧化；催化剂；合成气；多相反应中图分类号：TE644 文献标志码：A 文章编号：1000-6613（2023）04-1832-15Advances in catalysts for catalytic partial oxidation of methane to syngasRUAN Peng 1，YANG Runnong 1，2，LIN Zirong 1，SUN Yongming 2(1 Guangdong Foran Technology Company Limited, Foshan 528000, Guangdong, China; 2 Guangzhou Institute of EnergyConversion, Chinese Academy of Science, Guangzhou 510640, Guangdong, China)Abstract: Natural gas is a promising clean fuel. The efficient use of methane, the major component of natural gas, is of great practical importance. Among many methane conversion routes, catalytic partial oxidation of methane (CPOM) has the advantages of low energy consumption, suitable syngas fraction and rapid reaction. This paper briefly introduced the CPOM reaction mechanisms (i.e. direct oxidation mechanism and combustion-reforming mechanism), reviewed the current research on four types of CPOM catalysts (i.e. transition metal, noble metal, bimetal and perovskite catalysts), analysed the effects of reaction temperature, carbon to oxygen molar ratio of reactant gas and reaction space velocity on CPOM reaction characteristics, and explained the two main causes of catalyst deactivation (i.e. carbon deposition and sintering) together with their countermeasures. According to the results of the research, the catalytic performance (including methane conversion, syngas selectivity, syngas yield, reaction stability) could be improved by selecting suitable catalyst components, adopting an optimized preparation method and precisely controlling the distribution of active components and microstructure of the catalyst. These method could ensure that more active sites are consistently exposed to the surface of catalyst. Finally, it综述与专论DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2022-1109收稿日期：2022-06-13；修改稿日期：2022-08-22。
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。
甲烷催化部分氧化催化剂研究进展
条技 术路 线 。 由天然 气 制合 成 气 ， 业 上 一般 工
采用传统的蒸汽转化工艺 ， 存在能耗高 、 设备投资
大 、 产 能力 低 等 缺 点 ， 生 而且 产 物 中 Ｈ ／ ０ 比 ≥ ２１ ２ ３ １不 利 于 甲醇 合 成 、 托 合 成 等 反 应 的 进 行 。 ：， 费
邓存 等 【认 为 载体 结构性 质 的差异及 金属 与 ５ 】 载 体之 间 的相 互 作 用 的不 同可 能 是 导致 负 载 型
收稿 日期 ：０ ６Ｏ ．５ ２ ０ －８２ 。 作 者 简 介 ： 卫 ， 士 ， 师 ， 要 从 事 基 础 化 学 的 教 学 及 王 硕 讲 主 工业 催 化 的研 究 ， 发 表 论 文 十余 篇 。 已
天然 气资 源丰 富 ， 作为一 种清 洁 、 环境 友好 的 能源 ， 将在 全球 能 源 和化 工原 料 方 面 取代 石 油 而
占主导地位 ， 为 ２ 世 纪 的主 要 能 源 。因 此 ， 成 ｌ 天
然 气 的开发和 利用 日益受 到人们 的关注 。
引入催化 剂 ， 大 幅 度 降低 反 应 操 作 温度 和 加快 可
金属 价格 昂贵 ， 本较 高 ， 成 因此其 工业应 用前 景不
大 ； 渡金属 Ｆ 、 ０ Ｎ 等 ， 中 Ｎ 系催 化 剂 以其 过 ｅＣ、 ｉ 其 ｉ 相对 较高 的活性 和低廉 的价 格成 为研究 最 多的催
接法采用 先将 天 然 气转 化 为合 成 气 ， 合 成化 学 再
品和燃料 ， 这是 目前 天 然气 化 工 中应 用 最 广泛 的
工产 品主要有 直接 转化法 和间接转 化法 。 由于直
Ｒ 、ｔＩ Ｐ ｈＰ、ｒ ｄ等【 ， 、 ２ 这类 催化剂 具 有很 高 的 活性 和 】
甲烷化技术的研究进展魏立奇
甲烷化技术的研究进展魏立奇发布时间：2021-07-28T08:02:46.870Z 来源：《中国科技人才》2021年第12期作者：魏立奇[导读] 随着我国经济在快速发展，社会在不断进步，甲烷化是焦炉气制天然气、煤制天然气生产流程的关键步骤，为打破国外技术垄断，国内研究机构积极进行技术开发。
系统梳理了甲烷化技术的国产化研究进展，分析了焦炉气甲烷化技术的应用现状，探讨煤制天然气甲烷化技术的应用前景，并就降低首次工程应用风险提出几点建议。
国内甲烷化技术已经实现广泛开发，焦炉气甲烷化技术成功实现工业化应用，其国内市场占有率高于国外技术。
魏立奇伊犁新天煤化工有限责任公司新疆伊宁 835000摘要：随着我国经济在快速发展，社会在不断进步，甲烷化是焦炉气制天然气、煤制天然气生产流程的关键步骤，为打破国外技术垄断，国内研究机构积极进行技术开发。
系统梳理了甲烷化技术的国产化研究进展，分析了焦炉气甲烷化技术的应用现状，探讨煤制天然气甲烷化技术的应用前景，并就降低首次工程应用风险提出几点建议。
国内甲烷化技术已经实现广泛开发，焦炉气甲烷化技术成功实现工业化应用，其国内市场占有率高于国外技术。
煤制天然气甲烷化技术已成功开发，工业化应用前景广阔，首次工程应用时应注重经验借鉴、安全分析及设备选型等。
关键词：甲烷化；焦炉气；煤制天然气引言天然气是一种清洁能源，使用安全性高，对环境的污染小，对我国大幅削减CO2等温室气体排放具有重要价值。
由于能源资源禀赋呈现“富煤、缺油、少气”的特点，我国一直在积极研究煤制天然气、焦炉气甲烷化以及电转甲烷储能等甲烷化工艺技术，提升天然气自我供给能力。
其中，电转天然气技术（power-to-gas）是解决太阳能、风能发电波动性、随机性的有效方法，也是一种消纳电力系统富余电量的有效方法。
我国三北地区风力、太阳能资源丰富，西南地区的水力资源充足，电转气技术可以充分利用富余的可再生电力，提供跨季节的存储能力和稳定的能源供应，具有良好发展前景。
合成气完全甲烷化技术获突破
合成气完全甲烷化技术获突破摘要：煤制合成天然气的关键技术是完全甲烷化反应技术，工业生产过程中往往采用多段反应器，在前一或两段采用高温操作，回收反应能；在后段维持低温操作，保证最终转化率。
要求甲烷化催化剂耐高温，有良好的低温活性，反应全程选择性高。
本文对国内外合成气甲烷化催化剂的研究现状进行综述，重点介绍活性组分、助剂、载体和制备方法等对催化剂催化性能的影响，阐述高温甲烷化催化剂的发展现状，展望甲烷化催化剂未来的研究方向。
关键词：合成气；完全甲烷化；技术获突破1、前言我国能源分布特点是“富煤、贫油、少气”，因此，利用相对丰富的煤炭资源或者利用焦炉气制取代用天然气，既能缓解我国天然气的供需矛盾，又因煤制代用天然气过程必须包含CO2的浓缩和分离，易实现CO2的捕获和利用或封存，达到能源和环境双赢。
以天然气供应多元化和煤炭清洁高效利用为目标，煤制合成天然气受到重视，合成气完全甲烷化是煤经合成气制天然气的关键技术，而甲烷化催化剂是其核心要素。
2、甲烷化催化剂制备方法甲烷化催化剂常用的制备方法有干混法、浸渍法、沉淀法、溶胶-凝胶法以及其他方法。
马胜利等在固定床装置上考察干混法制备的Ni/Al2O3催化剂催化CO甲烷化反应，发现活性显著优于浸渍法和共沉淀法。
Ni通过Al2O3的包夹及阻隔，牢固镶嵌在Al2O3上，并阻止反应过程中Ni烧结引起的快速失活，但干混法制备的催化剂运用在高速运转的流化床或浆态床中很容易发生活性组分与载体的脱离，造成催化剂的失活。
LiG等通过浸渍法、共沉淀法和溶胶-凝胶法制备了3种Ni/Al2O3催化剂，研究表明，共沉淀法与溶胶-凝胶法制备的催化剂具有较大的比表面积，焙烧后只有NiAl2O4物相，而浸渍法制备的催化剂在550℃焙烧后不仅存在NiAl2O4物相，同时还有NiO物相，虽然NiO比NiAl2O4更容易被还原为单质Ni，但NiAl2O4经高温（650℃以上）还原后生成的单质Ni分散性更好。
16 甲烷部分氧化制合成气Ni_SiO2催化剂的制备、表征和性能评价
实验16甲烷部分氧化制合成气Ni/SiO2催化剂的制备、表征和性能评价（一） 催化剂制备一、实验目的1．了解催化剂制备的常用方法。
2．掌握浸渍法制备负载型催化剂的基本原理和方法并采用干式浸渍法制备Ni/SiO2催化剂。
二、 实验原理催化剂的性能（活性、选择性和稳定性）不仅取决于催化剂的组分和含量，而且与催化剂制备的方法和工艺条件密切相关。
催化剂制备的常用方法有：沉淀法（包括共沉淀）、溶胶－凝胶法、浸渍法、离子交换法、机械混合法、熔融法和特殊制备方法等。
浸渍法是一种常用的制备负载型金属或金属氧化物催化剂的方法。
该方法所制备的催化剂的催化性能不仅与负载的金属或氧化物的种类、含量有关，而且多数情况下还与金属在载体上的分散度及载体的性质有关，此外还受制备方法、溶液的浓度、pH值和后处理等因素影响。
浸渍方法可分为浸入式浸渍和干式浸渍两种。
前一种方法是将载体浸入金属盐（硝酸盐、醋酸盐、氯化物、乳酸盐等）的浓溶液，排掉多余液体后，催化剂在热空气中处理以蒸发溶液并分解金属盐;后一种方法是让载体吸收相当于其孔体积的金属盐溶液，再经烘干、分解。
三、实验仪器和试剂1．仪器容量瓶（100 mL）,坩锅（30 mL）,烘箱,马福炉。
2．试剂Ni(NO3)2·6H2O (A.R.)，硅胶（40 - 60目）。
四、实验步骤1．Ni/SiO2催化剂制备（以10 % Ni/SiO2催化剂为例）：用天平称取43.62 g Ni(NO3)2·6H2O(A.R.)于小烧杯中，加适量二次去离子水溶解，再定容于100 mL容量瓶中，配成1.500 mol/LNi(NO3)2 ( 0.08805 g Ni/mL)水溶液。
2．取1.500 mol/L Ni(NO3)2水溶液6.31 mL于小烧杯中，加水稀释至总体积为8.0 mL。
称取5.0 g经烘干处理过的青岛硅胶（40 ~ 60目），快速将硅胶倒入装有稀释后Ni(NO3)2水溶液的烧杯中并放置10 min。
甲烷重整制合成气用催化剂的研究进展
甲烷重整制合成气用催化剂的研究进展周敏;薛茹君;陈春阳;程淑芬【摘要】甲烷重整是制取合成气的重要方法之一，催化剂是重整工艺中的重要组成部分。
综合国内外的研究现状，详细论述了甲烷重整反应的几种不同的途径，并针对不同的途径介绍了其反应机理以及催化剂的组成。
%Methane reforming is an importan t way to product syngas. And the catalyst in the reforming process is an important part. Accordding to the research status at home and abroad, the reforming reaction of methane are discussed in detail in several different ways and for different ways to introduce the compositi on of the reaction mechanism and catalyst in this paper.【期刊名称】《安徽化工》【年(卷),期】2015(000)001【总页数】4页(P21-23,28)【关键词】甲烷重整;合成气;催化剂【作者】周敏;薛茹君;陈春阳;程淑芬【作者单位】安徽理工大学化学工程学院，安徽淮南232001;安徽理工大学化学工程学院，安徽淮南232001;安徽理工大学化学工程学院，安徽淮南232001;安徽理工大学化学工程学院，安徽淮南232001【正文语种】中文【中图分类】O623.11甲烷是天然气的主要成分，约占到90%。
由于甲烷分子的化学性质十分稳定，很难将其直接转化为其他化工产品。
目前，甲烷转化的主要方式为间接转化:即先将甲烷转化为合成气（H2/CO）,然后再通过F- T合成等方式转化为其他重要的化工产品。
天然气甲烷部分氧化制合成气的研究进展
气 ， 要 集 中在 以下方 面研 究 ： 主 １ 反 应 机 理 的 研 究 对 于 甲烷 部 分 氧 化 制 合 成 的 反 应 机 理 存 在 燃 烧 重 整 机 理 和 直 接 氧 化 机 理 两 种 不 同 的 说 法 。燃 烧 重 整 机 理 认 为 Ｃ 先 与 ｏ 发 生 完 全 氧 化 反 应 ， 成 Ｈ． 生
维普资讯
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内 蒙 古石 油 ４ ｒ ￣－． －
２０ 年第 １ 期 ０６ ２
天然 气 甲烷部分氧化制合成气 的研 究进展
吴晓 滨
（ 天津大学化工学院， 天津
摘
３０ ７ ； ００ ２ 包头轻工职业技术学院， 内蒙古 包头
０ ４４ ） １０５
要： 甲烷 部分氧化制 合成气是高转化 率、 高选择性 、 高空速、 Ｈ２ｃ 温 和的放 热反应 ， 低 ／ ｏ、 综述 了近 几年来 甲烷部
・
（ ） ２ （ ） ３
低 空速 下 ， 甲烷 与 氧 气 反 应 的 动 力 学 过 程 受 外 扩 散 速 率 控 制 ， 加 空 速 可 减 小 甚 至 消 除 外 扩 散 ， 空 速 增 当 继 续 增 大 到 一 定 数 值 后 ， 应 速 率 由 扩 散 控 制 变 为 反 表 面 反 应 控 制 ， 继 续 增 加 空 速 ， 导 致 接 触 时 间过 再 会 短 ， 应 物 分 子 来 不 及 在 催 化 剂 表 面 反 应 就 离 开 了 反 催化 剂床 层 ， 致 反应物 转化 率 和产 物 的收率 降低 ， 导 但 是 有 利 于 Ｃｏ 离 开 催 化 剂 床 层 而 使 其 选 择 性 增 加 Ｉ 一 方 面 ， 加 空 速 会 导 致 催 化 剂 床 层 的 真 实 温 另 增 度升高 ， 一氧化碳和氢气 的收率与选择性 上升。 使 Ｃ 和 甲烷 可 能 具 有 相 同 的 吸 附 位 ㈣， 是 增 加 空 速 Ｏ 于
甲烷部分氧化制合成气膜反应实验与模拟
甲烷部分氧化制合成气膜反应实验与模拟咱先说说为啥要做这个实验呢？就好比我们在生活里，想要把一个大蛋糕做出不同口味的小块一样，甲烷就像是那个大蛋糕，而我们想通过部分氧化这个手段，把它变成合成气这个美味的小块。
合成气可是个宝啊，可以用来做很多有用的东西，像生产化学品、发电啥的。
那这个实验到底咋做呢？首先得有个反应装置，这个装置啊，就像一个小小的化学工厂。
甲烷气体就像一群调皮的小娃娃，被小心翼翼地送进这个装置里。
然后呢，还得有氧化剂，就好比给小娃娃们的玩伴，它们一起在这个特殊的环境里开始反应。
这里面有个很关键的东西就是膜，这个膜啊，就像一个超级严格的守门员。
它只允许特定的分子通过，就像守门员只让自己队的球员进入球场一样。
我记得我第一次接触这个实验的时候，那真是一头雾水。
看着那些复杂的仪器，感觉就像是在看外星科技似的。
那些管线扭来扭去，我当时就想，这是啥呀？是在玩迷宫游戏吗？但是呢，当我开始慢慢了解每个部件的作用之后，就像是解开了一道道谜题，还挺有成就感的。
在做这个实验的时候，可能会遇到不少麻烦事儿。
比如说，反应条件的控制就像走钢丝一样难。
温度高一点或者低一点，可能整个反应就会变得不一样。
就像做饭的时候，火候稍微大了或者小了，菜的味道就天差地别。
有时候我就在想，这甲烷分子是不是也有自己的小脾气呢？稍微伺候不好，就不好好反应。
还有这个模拟部分。
这模拟就像是给这个实验做了一个虚拟的双胞胎。
我们可以在电脑上模拟各种反应条件下的情况。
但是呢，模拟毕竟不是真实的，也许会和实际实验有偏差。
就好像我们想象中的完美旅行和实际旅行总会有些差别一样。
可是模拟也很有用啊，它可以让我们在真正做实验之前，大概知道会发生什么情况，就像提前看了天气预报，心里有个底。
那这个实验的结果怎么看呢？这就像是在找宝藏一样。
我们要从各种数据里找出有用的信息。
比如说，合成气的产量、成分比例这些数据，就像宝藏的线索一样。
如果产量高，成分比例合适，那就说明我们这次的实验或者模拟就像打了一场胜仗。
甲烷部分氧化实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 了解甲烷部分氧化的原理和过程。
2. 掌握甲烷部分氧化的实验方法。
3. 通过实验，探究不同条件下甲烷部分氧化的反应效果。
4. 分析甲烷部分氧化产物的组成和性质。
二、实验原理甲烷部分氧化是指甲烷在催化剂的作用下，与氧气发生反应，生成一定比例的二氧化碳和水蒸气。
该反应可表示为：\[ \text{CH}_4 + \text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O} \]在实验中，甲烷与氧气在催化剂的作用下，部分转化为二氧化碳和水蒸气，同时释放出热量。
通过改变反应条件，如温度、压力、催化剂种类等，可以调控甲烷部分氧化的程度和产物组成。
三、实验仪器与试剂1. 实验仪器：- 气体发生装置- 催化剂床层- 气相色谱仪- 热重分析仪- 气体流量计- 温度控制器- 计时器2. 实验试剂：- 甲烷- 氧气- 催化剂（如钼酸铵、钴酸钡等）- 氮气（用于吹扫）- 空气（用于稀释）四、实验步骤1. 将甲烷和氧气按照一定比例混合，通入气体发生装置。
2. 将混合气体通过催化剂床层，进行甲烷部分氧化反应。
3. 反应后的气体进入气相色谱仪进行分析，测定二氧化碳和水蒸气的含量。
4. 通过热重分析仪测定催化剂的活性。
5. 改变反应条件，如温度、压力、催化剂种类等，重复实验步骤，比较不同条件下甲烷部分氧化的反应效果。
五、实验结果与分析1. 在实验条件下，甲烷部分氧化反应顺利进行，生成了二氧化碳和水蒸气。
2. 通过气相色谱分析，发现二氧化碳和水蒸气的含量随着反应时间的增加而增加，但增加速率逐渐变缓。
3. 通过热重分析，发现催化剂的活性在反应过程中逐渐降低，但仍然保持在一定水平。
4. 改变反应条件后，甲烷部分氧化的反应效果有所变化：- 提高温度：甲烷部分氧化的反应速率加快，但产物中二氧化碳和水蒸气的含量增加。
- 增加压力：甲烷部分氧化的反应速率加快，但产物中二氧化碳和水蒸气的含量降低。
甲烷干重整制合成气研究进展
甲烷干重整制合成气研究进展摘要：甲烷干重整(DRM)制合成气是一项可同时将CH4和CO2转化为低H2/CO 摩尔比合成气的极具应用前景技术，不仅能有效缓解全球变暖压力，且产品合成气可用作化石能源可持续能源替代品，有助于减少对化石能源的过度依赖。
本文主要介绍了甲烷重整转化制合成气途径，以及不同转化途径的优势和缺陷。
关键字：甲烷干重整；合成气；转化途径1CH4转化途径近年来，考虑到全球变暖等环境问题加剧，人们对温室气体CH4的有效减少以及合理利用越来越关注。
同时，CH4作为最简单的烷烃，还是天然气/页岩气的主要成分，随着天然气/页岩气储层相继开发以来，由于技术、成本限制以及储层地理位置偏僻或搁浅等原因导致大量天然气/页岩气被燃烧，这不仅造成了资源的浪费，还向大气释放了大量温室气体。
为了应对全球气候变化和最大限度地提高有效资源的利用率，CH4的转化利用已成为研究的热点。
其中通过CH4的直接氧化转化可以生产甲醇、甲醛、丙醇、苯和其他芳烃，但所有上述方法的产率都很低，或者在工业规模上不可行[1]。
而CH4重整转化除了合理利用了丰富的CH4资源，其产生的合成气还是化工业中一些能源化学品生产的重要中间体，使通过重整方式进行CH4的灵活利用受到了广泛关注。
目前，CH4重整转化产生合成气的途径主要有以下几种：甲烷蒸汽重整(SRM:)、甲烷部分氧化(POM:)、甲烷干重整(DRM:)和耦合重整。
1.1甲烷蒸汽重整通常情况下，SRM产生的合成气摩尔比理论值为3.0，而费托合成以及甲醇合成所需的合成气摩尔比理论值为2.0，即SRM产生的合成气不适合直接用于费托合成或甲醇合成[2]。
但相对而言，SRM制氢是有较大优势的，并为氨和甲醇合成以及许多炼油厂工业反应提供主要氢源。
同时，由于SRM反应的吸热性质，其过程属于能量密集型，需要投入大量资本。
这导致为了获得更高的氢气产率则需要更高的H2O/CH4比率，使得SRM在能量方面非常不利，并可能导致催化剂失活。
甲烷化催化剂及反应机理的研究进展王丽娟
甲烷化催化剂及反应机理的研究进展王丽娟发布时间：2021-09-26T04:56:02.220Z 来源：《新型城镇化》2021年17期作者：王丽娟王建荣[导读] 也为焦炉气的高效利用和我国天然气缺口的补充提供了一条切实可行的途径。
伊犁新天煤化工有限责任公司新疆伊犁 835000摘要：近年来，随着石油燃料的日益枯竭、天然气需求量的不断攀升，加上工业中排放的大量 CO2 所引起的生态、环境等问题日益严重，将煤炭、生物质的合成气或热解气及 CO2 进行甲烷化的技术受到人们的广泛关注。
基于此，本文主要对甲烷化催化剂及反应机理的研究进展进行分析探讨。
关键词：甲烷化催化剂；反应机理；研究进展1、前言煤通过气化可制得合成气，也可通过热解转化为热解气、焦油和半焦，同时我国的炼焦行业也副产大量焦炉煤气，这些合成气、热解气和焦炉气中均含有大量 CO 和 H2，可通过净化、调节氢碳比后进行甲烷化过程制备甲烷燃气，即代用天然气 . 煤制甲烷具有较高的热能有效利用率 (53%)，不仅对煤炭的高效洁净综合利用具有十分重要的意义，也为焦炉气的高效利用和我国天然气缺口的补充提供了一条切实可行的途径。
2、甲烷化反应催化剂目前，甲烷化反应催化剂主要为氧化物负载型，载体通常为Al2O3,SiO2,TiO2,ZrO2，还有一些不常见的载体，如海泡石、高岭土和铝酸钙水泥等；常见的活性成分为 Ni,Ru,Fe,Co,Rh,Pd,Cr 等过渡金属；助剂通常为 MgO、过渡金属氧化物、稀土金属氧化物，另外还有非金属元素B 和贵金属元素Pt 等.贵金属 Ru 催化剂具有催化反应温度低、活性高、甲烷选择性好等优点，缺点是价格昂贵，同时 Ru 易与 CO 形成 Ru(CO)x 化合物，Ru(CO)x 在温度较高时易升华，造成活性组分 Ru 流失，使 Ru基催化剂的催化活性下降；Fe 催化剂 20 世纪 50 年代前曾在工业上应用，虽然价格便宜、易制备，但活性低，需在高温高压下操作，且选择性差、易积碳、易生成液态烃、易失活，因此逐渐被其他催化剂替代；Co 基催化剂对苛刻环境的耐受性相对较强，但对 CO 甲烷化反应的选择性较差；Ni 基催化剂催化活性较高、选择性好、反应条件易控制、生产成本较低，但对硫、砷十分敏感，原料气中即使存在极少量的硫化物和砷化物，也会使催化剂发生累积性中毒而逐渐失活，催化剂性能不仅与活性组分有关，还与载体密切相关 . 在不同的载体上，各种金属催化剂作用下的活性次序如下：海泡石载体 Ru>Pd>Ni>Co>Fe，SiO2载体 Ru>Ni>Pd>Fe>Co，γ-Al2O3 载体 Ru>Pd>Ni>Fe>Co，ZrO2 载体 Ru>Pd>Ni>Co>Fe，TiO2 载体Ru>Ni>Co>Pd>Fe. 可见，在 4 种载体上 Ru 均显示出高活性，而 Fe 的活性相对较低，Ni 的活性一般都高于除 Ru 之外的其他金属，但 Ni 在 Al2O3 和 ZrO2 上的活性低于 Pd，Co 在 Al2O3 和 SiO2 上的活性可归因于 CoAl2O4 和 CoSi2O4 的大量生成 . 目前研究最多的是 Ni 基催化剂和贵金属 Ru 基催化剂 .Ni 基甲烷化催化剂目前在煤制甲烷过程中得到大规模应用，如托普索公司用于 TREMPTM 工艺技术的 MCR 系列催化剂和低温甲烷化催化剂 PK-7R.3、甲烷化反应机理3.1CO 甲烷化反应机理CO 甲烷化反应是最简单的 F － T 合成反应，也是C1 化学的一个重要反应，通过对 CO 甲烷化反应机理的深入研究，对 F － T 合成和C1 化学今后的发展具有重大意义，目前提出的 CO 甲烷化的机理主要有3种: (1)Toshiakim 等提出的次甲基机理认为，在甲烷化反应中有次甲基络合物中间物种的生成 ;(2) 表面碳机理认为，CO 首先在催化剂表面发生吸附，发生歧化反应后生成表面碳 Cs 和表面 O，Cs 为与吸附在催化剂表面的活性 H 发生反应生成 CH4，Cs 的主要作用是为甲烷化反应提供反应活性中心 ;(3) 变换－甲院化反应机理认为，在甲烷化过程中，水的预吸附对于 CO 的吸附离解至关重要，在催化剂表面离解生成的表面 C 是变换－甲烷化化反应的重要中间体，表面碳和活性氢经多步反应生成甲烷。
LaNiO3催化剂上甲烷催化部分氧化制合成气的研究
LaNiO3催化剂上甲烷催化部分氧化制合成气的研究摘要:采用溶胶-凝胶法制备了不同柠檬酸添加量的LaNiO3催化剂，并利用XRD、SEM、BET对催化剂结构进行了表征，采用常压下固定床石英管反应器考察了催化剂对甲烷部分氧化制合成气的反应性能和稳定性，其甲烷转化率与反应温度、柠檬酸添加量有关．结果表明，硝酸镧、硝酸镍及柠檬酸之间的摩尔比La:Ni:CA为1:1:3的催化剂具有良好的催化活性，800℃时甲烷的转化率为95.6％，CO选择性可达82.5％，100 h的连续测试显示该催化剂具有良好的稳定性．关键词：LaNiO甲烷部分氧化合成气甲烷部分氧化制合成气(POM)是近年来备受国内外关注的研究热点．该反应是一个温和的放热反应，能耗低，反应速度快，所制得合成气中H2／CO之比很适合于合成甲醇及其它F-T合成反应，而且反应温度下不会产生NOx及很少的CO，对维持生态平衡具有重要意义．甲烷部分氧化制合成气的催化剂主要有贵金属(Pt、Pd、Rh、Ru、Ir)系列和以Ni和Co为主的ⅧB族过渡金属催化剂．由于成本上的优势，Ni基催化剂较适用于工业生产，但存在高温下可能失活的缺点，因此催化剂的长期稳定性是必须解决的问题。
本文应用溶胶凝胶法制备了不同柠檬酸配比的LaNiO3催化剂，考察了LaNiO3催化剂用于甲烷部分氧化制合成气的催化活性及稳定性。
1实验部分1.1 催化剂制备采用溶胶-凝胶法制备，以金属硝酸盐为原料，水为溶剂，柠檬酸为络合剂。
将Ni(NO)3•6H2O和La(NO)3•6H2O按1：1的比例混合于蒸馏水中，并保证每种金属离子在水溶液中的浓度为0.1 M，然后将一定计量的柠檬酸加入其中，在25℃下搅拌2 h后在70℃的水浴中蒸发12 h，待呈凝胶后在400℃下的空气氛围中预焙烧2 h，然后在某一温度下的氧气氛围下焙烧4 h得到最终的催化剂样品。
本文中，我们固定了其它工艺条件，仅考察柠檬酸的用量从而确定溶胶-凝胶法制备LaNiO3催化剂的相对较佳的工艺过程。
甲烷催化二氧化碳重整制合成气反应研究进展
甲烷催化二氧化碳重整制合成气反应研究进展天由甲烷制合成气有三条途径: 即水蒸汽重整、甲烷部分氧化和二氧化碳重整。
三条途径可分别提供H2/C0理论比为3 ：1、2 : 1和1 : 1的合成气，这些产品可分别用于富H2和富CO 的化学转化过程。
因此,三条途径各具特色,各有值得开发的价值,其中已工业化的水蒸汽重整工艺，设备投资巨大，操作费用昂贵，亦需改进和完善。
# g& @( P: G) V5 z& B* z/ @4 B甲烷作为最小的烃类分子,具有特殊稳定的结构和惰性,C-H键的平均键能为4.1 >105J/mol,CH3-H键离解能高达4.35氷05J/mol。
因此，如何使甲烷分子活化并进行定向转化一直是困扰化学家们的一大难题。
二氧化碳作为含碳化合物的燃烧终产物,也是相当稳定的惰性小分子。
其排放量正以每年4%的速度递增,大气中高浓度的C02 破坏了大气平衡,是造成全球气温升高,气候恶化的主要原因。
随着科技进步和人类环保意识的增强，如何利用和固定C02已经成为世界各国政府和有识之士特别关注的问题。
甲烷催化二氧化碳重整制合成气,不失为一条有潜在应用前景的C02 利用途径,是废气利用,变废为宝之举。
要使惰性小分子气体的CH4和C02活化并进行定向转化，其关键是选择适宜催化剂。
近年来,人们已在催化剂的选择,催化剂和积炭行为以及催化反应机理等方面进行了大量卓有成效的工作,使这一问题的研究日益深化,也预示了这一工艺广阔的应用前景和深远意义。
本文就近年来甲烷催化二氧化碳重整制合成气已取得的成果作一概要介绍。
\( ?$ E/ _/ A( l1 B1 J一、热力学可行性研究吴越［3］译著的《气化和气体合成反应的热力学》一书,介绍了对天然气转化制合成气反应所作的完整的热力学计算,并给出了CH4+C02=2C0+2H2 反应不同温度下的平衡常数及产物分布。
从热力学计算可知，甲烷二氧化碳重整反应是强吸热反应，在温度达到600 C以上时,才有合成气生成,且随反应温度升高,反应物转化率增大,合成气产率升高。
甲烷化催化剂及反应机理的研究进展
甲烷化催化剂及反应机理的研究进展发表时间：2017-10-23T11:15:14.930Z 来源：《防护工程》2017年第15期作者：静超[导读] 因此最近几年低温甲烷化催化剂在氢气工业生产上的应用研究得到重视，具有极好的发展前景。
辽宁大唐国际阜新煤制天然气有限责任公司辽宁省阜新市 123000摘要：近年来，甲烷化反应得到了比较广泛的关注和研究，主要体现在催化剂的种类、催化剂的制备方法、催化反应机理等方面。
在催化反应机理方面，大多数的研究认为有 CO 中间体生成，在不同组分的催化剂上形成的反应中间物种主要有碳酸盐、甲酸盐或羰基化合物。
从环境保护和能源化学两个方面上考虑，甲烷化反应过程将具有非常广阔的发展与应用前景。
关键词：甲烷化；催化剂；反应机理1.用于甲烷化反应的催化剂负载于氧化物上的 Ni、Rh、Ru 和 Pd 等过渡金属是最为常见的一类 CO、CO 2 加氢甲烷化催化剂，普遍采用的氧化物载体有Al 2 O 3 、SiO 2 、TiO 2 、MgO等。
该类催化剂体系通常由过渡金属的盐类通过浸渍或共沉淀法负载于氧化物表面，再经焙烧、还原制得。
此外用于甲烷化过程的还有一些由金属簇合物衍生的负载型催化剂、非晶态合金催化剂等。
在所有的催化剂中，贵金属 Ru 催化剂低温活性最高，但是由于价格昂贵，不具有工业应用价值。
Fe价格便宜，容易制备，50 年代前曾在工业上应用，但 Fe 催化剂活性低，需在高温高压下操作，并且选择性差、易积炭、易生成液态烃，因此逐渐被其它催化剂所替代。
1.1 Ni 基催化剂目前用于 CO 和 CO 2 甲烷化的催化剂主要是镍基催化剂，其中有的 Katalco-11 系列催化剂、CCI 公司的 C13-4 催化剂、法国的MT15 催化剂和日本 Nikki 公司的 N111/B、N112/B、N113/B、N118 催化剂等。
我国自主知识产权的催化剂主要有南京化工研究院的0804-2 催化剂和辽河化肥厂生产的 J103H 催化剂。
甲烷催化转化新进展
煤气及发电外 ， 还有约 １３ ／ 的富余煤气 ， 这部分焦炉 煤气就成为待利用 的资源。但是， 由于焦炉煤气中
的甲烷产 生 的温室效 应 要 Ｉ－氧化 碳 大几 十倍 ， ： Ｌ 其 破坏 臭氧层 的能力 也 与氟 利 昂类 似 。所 以 ， 炉煤 焦
来愈受到重视。未来 ｌ 年 ， Ｏ 全世界天然气消费增长 率每年将保持在 ３９ ．％左右 ， 发展速度将超过石油、 煤炭 等其他 能源 ； 全球能 源结构 中 ， 在 天然气 消费量
炼焦过程中产生的副产物焦炉煤气也是甲烷气 体的重要来源。焦炉煤气主要由氢气和甲烷构成 ， 同
时含有少量一 氧化 碳 、 氧化 碳 、 二 氧气 、 氮气 、 硫化氢
部等海域有存在天然气水合物矿藏的可能性。有专
家认为， 一旦该能源得到开采， 将使人类的燃料使用 和其他烃类 ， 对其充分利用将对环境保护、 合理利用资 延长几个世纪。甲烷水合物研究 已经随着能源短缺 源和实现可持续发展起到重要的作用ｕ。以 ３ ｔ 的 日益加剧 ， Ｊ 亿 ／ ａ 成为当代地球科学研究和能源工业发 焦炭计算 ， 在煤焦化过程中可副产 １ ５ ０亿 ｍ ／ 焦 ３ ａ 炉煤气。其 中， 除部分 回焦炉 自身加热和用作城市
化法是将 甲烷 转 化 成合 成气 ， 而 合 成 氨 、 进 甲醇 、 乙
重 整制 得 。从 １２ 开发应 用 至今 ， ９６年 已经 对此 工 艺
做过许多方面的改进 ， 大量地用于氢的工业生产。 甲烷水蒸气重整反应是可逆吸热反应 ， 一般需 在高温下进行 ， 同时伴随着水煤气变换反应的发生。 催化剂一 般采用 添加有 助剂 的 Ｎ／ Ｉ ， 化剂。 ｉ ： 催 Ａ０ 若 要从 催 化剂表 面 加速 去 炭 ， 可在 反 应 进 料 中采用
甲烷部分氧化制合成气催化剂的研究进展
关键 词 ： 甲烷部分氧化； 催化剂； 合成气 Ｐｒ ｇ ｅ ｓ ｏ ｔ ｌ ｓ ｆ Ｐａ ｔａ ｉ ａ ｉ Ｃａ ａ ｙ ｔ ｏ ｒ ｉ ｌＯｘ ｄ ｔｏ ｆＭ ｔ ｎ ｏ Ｓ ｎ ａ
Ｌ ａ ｇ ，ＹＮ ｉ ／Ｈ ｎ Ｉ Ｊｅ—ｗ ｉ ，Ｗ ＮＧ Ｘｉｇ —ｙ ’ Ｉ Ｙ —ｍｅ ＭＡ ｅ Ａ ｎ ｉ，ＹＮ ｉ ｉ Ｚｉ一
・
４・
广 州化 工
２１ 年 ３ ０１ ９卷第 １ ５期
甲烷 部 分 氧 化 制 合 成 气 催 化 剂 的 研 究 进 展
李 航 ，殷 洁 炜 ，王幸 宜 。 ，尹 屹梅 ，马紫 峰
２０４ ） ０２０
（ １华 东理 工 大学工业催 化研 究所 ，上 海 ２ ０ ３ ；２上海 交通 大 学化 学工程 系 ，上海 ０ ２７
摘
要： 甲烷部分氧化（ ０ 反应制合成气是化学利用甲烷的有效途径之一。研究表明， Ｐ Ｍ） 甲烷部分氧化反应的＿艺有能耗低 丁
和反应速率较快等优点 ， 而且所得 的 Ｈ ：和 Ｃ Ｏ的 比例适 于合 成甲醇等 —业化学 品。在该 Ｔ艺过 程中 ， 需反应容器体 积小 ， ｒ 所 反应效 率高， 可大幅度 降低制备 合成气 的成本 。开发 Ｐ Ｍ反应的高效催化剂是进 一步提高反应效 率 、 Ｏ 实现下业 化的关键途径 ， 因此 ， 当前 是 国际催化领域研究的热门课题之一。本 文主要介绍 了传统 的金属负载型催化剂和金属氧化物催化剂用于 Ｐ Ｍ 反应的研究进展 。 Ｏ
ｄ ｙ ，ｅ ｐｏ ｔ ｇ ｃ ｔｌｓｓ ｗｉｈ ｈｉｈ ｒ ａ ｔ ｉ ｒＰＯＭ ｅ ｃｉｎ ｗａ ｅ ｐｐ ｏ ｃ ｏ ｈ ｇ ｅ ｆ ｃ ｅ ｃ ｎ ｎ ｕ ｔｉｌｚ — ａ ｓ ｘ ｌｉｉ ａ ａｙ ｔ ｔ ｇ ｅ ｃ ｉ ｔ ｆ ｎ ｖ ｙｏ ｒ ａ ｔｏ ｓａ ｋ ｙ ａ ｒ ａ ｈ ｔ ｉ ｈ ｒｅ ｉｎ ｙ ａ ｄ ｉ ｄ ｓｒａｉａ ｉ
以天然气制合成气的工艺
以天然气制合成气的工艺作者：广州大学化学化工学院09精细化工余玉环0913020002【摘要】天然气制合成气是化工生产的一项重要工艺，其中蒸汽转化法已经非常成熟。
近年来，国内外正在研究一种新的天然气制合成气技术，即甲烷催化部分氧化法和甲烷二氧化碳重整法。
甲烷催化部分氧化法制合成气能耗低，可在常压下操作，反应空速大，在工业化过程中可减小设备规模，降低装置投资，适用于合成气制有机含氧化合物；甲烷二氧化碳重整法制合成气对减小二氧化碳排放，缓解温室效应有着重要意义。
本文对天然气制备合成气的蒸汽转化法、部分氧化法、自热转化法、二氧化碳转化法等主要工艺及工艺改进方面进行了综述，指出各种工艺的技术难点，并对天然气制备合成气技术的研究方向和发展趋势做出了展望。
【关键词】合成气天然气蒸汽转化部分氧化二氧化碳转化新工艺In the process of producing synthesis gas from natural gasAuthor: Guangzhou University, College of chemistry and chemical engineering, Level 09 Fine chemical; Yu YuhuanAbstract：Natural gas to synthesis gas is an important chemical production process, in which the steam conversion process has been very mature. In recent years, the domestic and foreign research is a new natural gas to synthesis gas technology, namely the catalytic partial oxidation of methane and methane carbon dioxide reforming method. Catalytic partial oxidation of methane to syngas with low energy consumption, and can be operated at atmospheric pressure, space velocity, in industrialized process may reduce the scale of equipment, reduce the device investment, applied to the synthesis of organic oxygen containing compound; CO2 reforming of methane to syngas to reduce carbon dioxide emissions, alleviate thegreenhouse effect has important significance. Based on the natural gas to synthesis gas by steam reforming, partial oxidation, autothermal reforming, carbon dioxide conversion process and technology improvements are reviewed, pointing out the various technical difficulties, and the synthetic gas preparation technology research direction and development trend outlook.Keywords：Synthesis gas; Natural gas; Steam reforming; Partial oxidation; Conversion of carbon dioxide; New technology前言合成气系指一氧化碳和氢气的混合气，英文缩写Syngas。
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余 长 林等 ： 甲烷 催 化部 分 氧化 制合 成 气研 究新进展
６ ７
甲烷催化部分氧化制合成气研理工 大 学材 料 与化学 工 程学 院 ， 西 赣州 ３ １ ０ ） 江 ４ ０ ０
摘 要 ： 绍 了 甲烷 催 化 部 分 氧 化 制合 成 气 的 研 究 现 状 ， 述 了 甲烷 催 化 部 分 氧 化 制 的 反 应 热 力 学 、 力 学 、 应 机 理 、 化 介 综 动 反 催 剂 研 制 等 方 面 的 研 究进 展 ， 点 对 催 化 剂 的 活 性 组 分 、 剂 和 载体 进 行 了评 述 。 为 助 剂 的 掺 杂 改性 和加 强 活 性组 分与 载 体 之 重 助 认 间 相 互 作 用 是 提 高 催 化 剂 活 性 和稳 定 性 的关 键 。 关键 词 ： 甲烷 ； 部分 氧 化 ； 化 剂 ； 力 学 ； 力 学 ； 理 ； 成 气 催 热 动 机 合
进 行 ， 过 程 能 耗 高 ， 备 投 资 大 ， 且 产 物 中 Ｈ２ 此 设 并 ／
Ｃ ０摩 尔 比大 于 ３ 不 利 于合 成 甲醇 、 托合 成 （ － ， 费 ＦＴ 合 成 ） 后 续过 程 。 等 二氧化 碳重 整所 得合 成 气 Ｈ Ｃ ＪＯ 比约 为 １ 比较 适合 作 ＦＴ合成 的 原料 ， 二 氧化 碳 ， － 但 重 整仍 需 消 耗 大 量热 量 ， 时 甲烷 转 化 率 低 ， 化 同 催 剂 因为 积炭 而 失活严 重 。 Ｏ Ｐ Ｍ反 应 制合 成气 的过程
１ 甲烷部分 氧化热力学 和动力 学分析
甲烷 部分 氧化 反应 （Ｏ Ｐ Ｍ反 应） 个 温和 的放 是一
热反 应 。表 １给 出了 Ｐ Ｍ 反应 的热力 学平 衡 常数 ， Ｏ 从 表 ｌ中可 以看 出 ， 衡 常数 随 温度 的升 高 而有 所 平 减 小 ， 变 化 幅 度 不 大 ， 且 不 同 温度 的平 衡 常 数 但 并 都很 大 ， 以认 为 反应 是 不 可 逆 的 ， 此 温 度 范 围 可 在 内甲烷都 有较 大 的转化 率 。表 ２给 出了不 同温度 下
为：
Ｃ ４１ ０ ＿ Ｏ Ｈ （ 为 Ｃ ） Ｈ ＋ ／ ： ＋Ｃ ＋ ２ 应 ２ Ｏ △ 螂Ｋ．５７Ｊ ｔ ｌ ＿３ ． ・ ｏ ｋ ｏ 。
表２Ｐ ＯＭ 反应 不 同温度 下的热 力学 平衡转 化率 和选择 性
Ｔａ ｌ ２ Ｔｈ ｒ ｄ ｎ ｍｉ ｅ ｕ ｌ ｒ ｕ ｃ ｎ ｅ ｓｏ ａ ｄ ｂｅ ｅ ｍｏ ｙ ａ ｃ ｑ ｉ ｂ ｉ ｉ ｍ ｏ ｖ ｒｉ ｎ ｎ ｓ ｌｃ ｉ ｉ ｔ ｉ ｅ ｅ ｔ ｅ ｅ ａ ｕ ｅ ｏ ＰＯＭ ｅｅ ｔｖ ｔ ａ ｄ ｆ ｒ ｎ ｔ ｍｐ ｒ ｔ ｒ ｓ ｆ ｒ ｙ
ｒａ ｔ ｎ ｅ ｃｉ ｏ
Ｔｍ ｅａ ｒ ％ Ｃ ， ｏｖｒｏ／ ＯＳｌ ｔｉ／ Ｈ ｅ ｃｖｔ％ ｎ ｔ／Ｃ ） ｅ ｐｒｔｅ Ｈ Ｃｎｅ ｉ ％Ｃ ｅ ｃｖｙ ｕ／ ｓｎ ｅ ｉｔ％ ２ ｌ ｔｉ／ （： （Ｏ Ｓ ｅｉｙ ｔ） ｎ
此 反 应 为 一 温 和 放热 反 应 ， 成 气 ｎｎ） （Ｏ 一２ 合 （ ｎＣ ） ， ／
表 １ ＯＭ 反应 的热 力学 平 衡 常数 ｆ Ｐ ’ 司
Ｔ ｂｅ １ ａ ｌ Ｔｈ ｒ ｏ ｙ ａ ｃ ｅ ｕ ｌ ｒ ｕ ｃ ｎ ｔ ｎ ｓ ｏ ｅ ｍ ｄ ｎ ｍｉ ｑ ｉ ｂ ｉ ｍ ｏ ｓａ ｔ ｆ ｉ ＰＯＭ
利 用 的 主要 途 径 ，研 究 和 开 发 制 备 合 成 气 的新 工 艺， 寻找 和 改进 催 化剂 是 天然 气 综 合 利用 的关 键 和
中图分类号：Ｑ０２ ０６３ Ｔ ３ ４
文献标识码： Ａ
文章编号：０１ ２９ ０ １０ － －６ １０・ １（ １ ）５ ７ ９ ２ ６０ 可直接 用 于 甲醇合 成 和 ＦＴ合 成 。与水蒸 汽重 整法 — 相 比 ，该 过 程 具 有 能 耗低 ，可在 较 低 温 度 （５ ～ ７０ ８ ０１ 下达 到 ９ ％以上 的平 衡转 化率 ， 应 速率 比 ０ ＇） ２ ０ 反
我 国具 有 丰 富 的天 然气 资 源 ， 何 提 高天 然 气 如 的利 用价 值 非常 重要 。目前 天然 气转 化利 用 的 主要 方法 有 两 种 ： 是 直 接转 化 法 【 就 是 不 经 过 合 成 一 】 嗣，
气或 其 它 中 间步 骤将 甲烷直 接 转 化 为化 工 产 品 ， 这
应 ； 是 间 接转 化 法［ 是 指 先将 甲烷 转 化 为合 成 气 二 ２ １ ， （ Ｏ Ｈ ）再 由合成 气制 备 氨 、 Ｃ ＋ ：， 甲醇 、 乙醇 、 类 燃料 烃 等化 工产 品 。直 接转 化法 中甲烷转 化 率 和产 品收 率
甚 低 ， 期 内难 以实现 工 业化 。间 接 转化 法 是 甲烷 短
个 过 程 包 括 甲烷 氧化 偶 联 制 乙烯 、 乙烷 ， 烷 选 择 甲 性 氧化 制 甲醇 和 甲醛 ，以及 甲烷 无 氧 芳 构 化 等 反
重 整反 应快 １２个 数量 级 ， 在高 空速 （ － 可 一般 在 １５ ０ 数 量 级 ） 反 应 ， 有 反应 器 体 积 小 等 优 点∞ 。 因 下 具 此， 该工 艺备 受 国内外研 究 者 的重视［ 。 ７ －
核心。
甲烷 转 化 成合 成 气 的方 法有 水 蒸 汽重 整 、 氧 二 化 碳 重整 、 甲烷 部 分 氧化 （ Ｏ 以及 它 们 之 间 的组 Ｐ Ｎ）
合 ［其 中水蒸 汽重 整法 早 已实 现工业 化 。 蒸 汽重 ４ ］ ， 水
整 网 可 逆 强 吸 热 反应 ， 温 有 利 于 化 学 平 衡 正 向 是 高
收 稿 日期 ：０ １ ４０ ； 金项 目 ： 门 大 学 固 体 表 面 物 理 化 ２ １ － —５ 基 ０ 厦 学 国 家 重 点 实 验 室 开 放 基 金 （０ ９ ６ ， 家 自然 科 学 基 金 ２００ ） 国 （１６ ０ ４， 西 省 自然 科 学 基 金 （ １Ｇ ｔ ０ ８； 作 者 简 ２ ０ ７ ０） 江 ２ ０ Ｚｔ ４） ０ ０ 介： 余长林（９ ４）男 ， １７ 一， 副教授 ， 电邮 ｙ ｃａ ｇ ｎ ＠１ ３ ｏ 。 ｕ ｈｎ “ ｊ ６ ， ｒ ｘ ｃｎ