天然气能源转化利用工艺研究进展

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1、第11期化学世界天然气能源转化利用工艺研究进展赵丽娜一。王继库·(吉林师范大学a．化学学院；b．环境友好材料制备与应用省部共建教育部重点实验室，吉林四平136000)摘要：在叙述国内外甲烷转化利用研究现状及甲烷化工利用的主要途径基础上，分析了甲烷部分氧化制合成气反应的研究现状，阐述了其热力学可行性、催化剂研究、主要途径及反应机理，并探讨了此法制合成气存在的问题。关键词：甲烷；催化部分氧化；合成气中图分类号：TQ032141文献标志码：A文章编号：0367-6358(2O13)11—0689—04ProgressonTransformationa

2、ndApplicationTechnologyofMethaneZHAOLi—na．u．WANGJi—ku-(n．JilinNormalUniversity，CollegeofChemistry；b．KeyLaboratoryofPreparationandApplicationsofEnvironmentalFriendlyMaterials，MinistryofEducation，JilinSiping136000，China)Abstract：Progressandthemainwaysoftransformationandappplic

3、ationofmethaneweredescribed．Thepartialoxidationofmethanetosyngaswasintroduced．Thefeasibility，catalysts，mainapproachandreac—tionmechanismofthepartialoxidationmethanetosyngaswerediscussed．Theexistingproblemsofthepartialoxidationofmethanetosyngasweresummarizedintheend．Keywords：

4、methane；catalyticpartialoxidation；syngas如今，能源和环境危机伴随着煤和石油需求量1天然气(主要成分甲烷)转化利用研究现状的与日俱增，也越来越突出。人们除了优化利用现1．1国内外甲烷转化利用研究有的能源外，还将目光投向太阳能、天然气、风能等据预测，到2020年，石油在世界能源中所占比更为清洁的能源[1]。天然气属一种清洁燃料，其储例将从现在的41下降到20，而天然气将从目前量最为丰富，燃烧产物(如灰分、COz、CO、So等)的25增长到约4O，成为21世纪最主要的能源。均远低于煤和石油。全国天然气地质资源量

5、52万美国能源部也曾预测，进入21世纪后天然气将逐步亿立方米，可采资源量32万亿立方米，将其作为替取代石油，在能源结构中占据主导地位[7]。代能源，不但可大大降低燃烧煤等造成的环境污染，2O世纪8O年代以来，利用甲烷氧化偶联制乙还可缓解部分能源危机。随着我国西部大开发战略烯、乙烷成为C化学制C产品的一个热门研究课进一步实施天然气作为发电、化工和民用燃料将受题。同时甲烷部分氧化制甲醇、甲醛的多相催化反到广泛重视。作为天然气的主要成分，甲烷不仅是应被人们关注。此外甲烷经部分氧化、二氧化碳重一种优质的资源，且甲烷转化制合成气一直是人们整制合成气等研究

6、也取得了令人瞩目的进展口。’“]。研究的热点]。我国天然气转化利用的研究起步相对较晚。自1985年以来，兰州化学物理研究所、大连化学物理研究所、成都有机所和吉林大学等科研院所相继开收稿日期：2013-07一O1；修回日期：2013-10—02作者简介：赵丽娜(1975一)，女，吉林四平人，副教授，博士，从事催化化学研究。E—mail：zhaolinal975@163．COI~I。化学世界展了天然气转化利用的研究工作口“]。但无论是当产物H／CO>2时，(1)、(2)、(4)为主反应，基础研究，还是工艺开发，仍有很多问题亟待解决。当H／cO<2时

7、，(1)、(2)、(3)为主反应。目前，甲烷部分氧化制合成气、CH和CO重甲烷部分氧化制合成气反应的优点：①是一个整及甲烷水蒸汽重整是天然气化工利用的有效途温和的放热反应，能耗较低；②可在高空速下进行，径，其中甲烷部分氧化制合成气反应是近些年的研甲烷转化率和CO、H的选择性高；③制得的合成究热点u]。虽关于反应条件控制、反应机理推测气中H／cO(摩尔比)接近于2，且反应速度快，反等方面已取得很大进展，但如何有效地提高催化剂应器体积小，效率高，可显著降低设备投资和生产成稳定性等问题仍需在实现其工业化中解决。本。因此，甲烷部分氧化制合成气是最具潜力

8、取1．2天然气(主要成分甲烷)化工利用的主要途径代蒸汽重整这一高能耗过程的新型转化途径。2．1烷烃部分氧化制合成气反应的催化剂研究目前，用于甲烷氧化制