甲烷二氧化碳催化重整制合成气研究进展.pdf

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1、化学世界甲烷二氧化碳催化重整制合成气研究进展郝世雄。余祖孝。刘兴勇(四川理工学院材料与化学工程系，四川自贡643000)摘要：参阅了甲烷催化二氧化碳重整制合成气反应研究方面33篇文献，概述了近年来在该研究中催化剂活性组分选择、载体效应、助剂的作用和催化剂积炭行为方面的研究进展。关键词：甲烷；二氧化碳；重整；催化剂中图分类号：TQ51文献标志码：A文章编号：0367—6358(2010)05—0314—05ProgressinStudiesofCO2一ReformingofMethanetoSynthesisGas’HAOShi—xiong．YUZu—xiao

2、．LIUXing—yong(DepartmentofMaterial&ChemicalEngineering，SichuanUniversityofScience&Engineering，SichuanZigong643000。China)Abstract：ReviewstheC02一reformingofmethanetosynthesisgas，with33references．Theprogressonchoiceofcatalyst，effectofsupport，effectofpromoter，carbondepositionofcatalyst

3、andreformingreactionmechanismarediscussed．Keywords：methane；catalysis；CO2一reforming；synthesisgas天然气是三大化石能源之一，其储量丰富。天由甲烷制合成气有三条途径：即水蒸汽重整、然气(主要成分甲烷)作为化工原料，目前主要应甲烷部分氧化和二氧化碳重整。三条途径可分别提用于合成氨和甲醇工业，尚不能与石油相比。随着供H2／co理论比为3：1、2：1和1：1的合成气，石油资源的长期开采，储量日趋匮乏，天然气将是这些产品可分别用于富H和富cO的化学转化过未来基本化学品的主要碳源

4、。程。与水蒸气重整、甲烷部分氧化相比，二氧化碳重天然气(甲烷)的化工利用可大致分为两条途整制合成气过程具有如下的优点：(1)产生的合成径：一是直接转化法，如甲烷氧化偶联制乙烯，选气中H。／co比约为1，可直接作为羰基合成及择氧化制甲醇、甲醛等。由于乙烯、甲醇和甲醛都是Fischer—Tropsch合成的原料[1]，弥补了水蒸汽重整重要的化工基本原料，而且又可由储量丰富且价廉制得的合成气中氢碳比较高的不足；(2)同时利用易得的天然气转化而来，所以具有明显的应用前了甲烷和二氧化碳这两种对地球危害最大的气体，景。但由于甲烷分子结构的特殊稳定性而目的产物改善人类的生

5、态环境；(3)甲烷一二氧化碳重整是具在苛刻反应条件下的深度氧化，使该法在技术上目有较大反应热的可逆反应，可以作为能量储存介质。前还没有大的突破，近期内还较难实现工业化；二要使惰性小分子气体的CH和CO活化并进行定是间接转化法，即先将天然气转化成合成气再转化向转化，其关键是选择适宜催化剂。近年来，人们成某些化工产品。合成气作为化工原料，在化学工已在催化剂的选择，助催化剂和积炭行为以及催化业上用途广泛，如可通过Fischer_Tropsch合成和羰反应机理等方面进行了大量卓有成效的工作。本文基合成可制备甲醇等一系列重要的化工产品。其中就近年来甲烷催化二氧化碳重整

6、制合成气催化剂的某些生产过程如氨和甲醇的生产等已实现工业化。研究所取得的成果作一概要介绍。、收稿日期：2009—06—19；修回日期：2009—08—11作者简介：郝世雄(1969~)，男，副教授，硕士，主要从事化学工程与技术方面的研究。E—mail：shixionghao@126．corn第5期化学世界1负载型金属催化剂粒较大NiO晶相对于提高反应活性无贡献，却有可1．1活性组分能在还原活化时生成较大的晶粒，导致催化剂迅速从文献报道看，甲烷催化二氧化碳重整制合成失活。气的催化剂一般采用除Os的Ⅷ族过渡金属作为主近年来，还有研究表明，即使是同样的活性组活性组

7、分，其中以价格相对低廉的金属Ni为催化分，由于前驱体的不同，金属物种的存在状态不同，剂的报道最多。国内研究主要集中在非贵重金属金属一载体相互作用、金属晶粒度及抗烧结、抗积炭Ni和Co，尤其是Ni基催化剂的研究上。对贵重金能力等方面都存在着差别，因而制成催化剂的活性属催化剂的研究主要见于国外研究者的报道。近年也不尽相同_1。来也出现了以复合金属氧化物、金属硫化物作为活1．2载体性组分的报道。载体对催化剂性能起着极其重要的作用，它不早在1928年，Fischer和Tropsch就将Fe、仅起物理支撑作用，还可以与活性组分发生相互作Co、Ni、Cu、Mo等负载在粘

8、土、硅石和碳酸镁耐高用进而影响其结构和性能，有的载体