天然气联合转化制合成气的述评

天然气联合转化制合成气的述评陈赓良（四川石油管理局天然气研究院，四川省泸州６４６００２）ＣｈｅｎＧｅｎｇｌｉａｎｇ（ＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＮａｔｕｒａｌＧａｓＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＳｉｃｈｕａｎＰｅｔｒｏｌｅｕｍＡｄｍｉｎｉｓｔｒａｔ...     

天然气空气绝热转化制合成气催化剂研究

制备了天然气空气绝热转化催化剂,采用固定床反应器进行稳定性评价试验,对反应前后的催化剂进行了分析表征。结果说明,天然气和空气绝热转化反应放热形成的高温对催化剂有烧结作用,使催化剂晶体结构发生了变化,起活性作用的金属镍和氧化铝载体转化为镍铝尖晶石结构的物质。进一步的试验表明,在1050～1300℃的温度可以把催化剂的晶体结构改变。     

天然气部分氧化制合成气的工业应用

随着国内以渣油为原料的化肥成本上升,中国石油天然气股份有限公司宁夏石化分公司对原装置进行了改建,将以渣油作原料改为以天然气作原料。文章就天然气部分氧化制合成气工业应用的理由、工艺技术、改造效果等进行了论述,从而确定了工艺流程和工艺条件。改建装置投产运行表明：各项运行参数、技术指标均达到设计水平,合成氨生产成本比原来降低了150元／t氨。     

甲烷部分氧化制合成气研究进展

甲烷部分氧化制合成气是高转化率、高选择性、高空速、低Ｈ２／ＣＯ比、温和的放热反应,它很有希望代替常规的水蒸汽重整法。部分氧化催化剂虽有三类,但有应用价值的是活性组分Ｎｉ、Ｒｈ、Ｐｔ等为诉负载型催化剂。在常压或氏压、６００－９００℃ＣＨ４／Ｏ２比１．６－２．０、空速大于１０＾５ｈ＾－１的条件下,催化剂显示了较高的活性和选择性。关于反应机理,Ｐｒｅｔｔｅ、Ｓｃｈｍｉｄｔ及Ｂｕｙｅｖｓｋａｙａ分别提出了     

甲烷催化部分氧化制取合成气的研究：Ⅱ添加贵金属Pt…

采用固定床流动反应装置研究了添加贵金属Ｐｔ的Ｎｉ／ａ－Ａｌ２Ｏ３催化剂对甲烷部分制取合成气的催化活性；考察了不同Ｐｔ添加量，ＣＨ４／Ｏ２配比，反应温度，空速等因素对催化剂性能的影响。     

用于天然气催化部分氧化制合成气的钙钛矿型催化材料的研究

对钙钛矿型晶格氧催化剂用于天然气部分氧化制合成气进行了研究,考察了AFeO3(A=La,Nd,Sm,Eu)型催化剂的性能以及A位元素,反应温度,催化剂的再氧化时间等对催化性能的影响。结果表明,由稀土金属(La,Nd,Sm,Eu)制得的AFeO3催化剂中以LaFeO3选择氧化性能最好,当其具有甲烷部分氧化活性时,基本不存在H2与晶格氧之间的氧化反应,少量的CO可在催化材料上被氧化为CO2。     

天然气-CO2-O2转化制合成气催化剂的研究

在固定床流动反应装置上对不同工艺制备的镍基催化剂从活性、稳定性、抗积炭性三个方面进行了评价。试验表明,适合于该转化反应的催化剂各组份的最佳质量分数为Ｎｉ ３－５ ％ ～６－０ ％ 、ＲＥ２ Ｏ３ ５－６ ％ ～６－０ ％ 、ＭｇＯ ６－２ ％ ～７－１ ％ 。添加适量的ＭｇＯ 可提高活性组份Ｎｉ 的分散度,从而提高其活性和抗积炭性。用ＴＰＲ、ＸＲＤ 测定了催化剂中活性组份与载体之间的相互作用和晶体结构,并结合测试结果对催化剂性能加以说明。     

天然气非催化部分氧化制合成气过程的研究

以多通道喷嘴为射流源,在1m×6m的大型冷模装置中测定了天然气非催化部分氧化气化炉内的流体流动过程、冷态浓度分布和停留时间分布。分析了气化炉内各流动区域的化学反应过程,以工业操作数据为基础对天然气非催化部分氧化过程进行了分析和模拟,探讨了工艺条件对转化反应结果的影响。模拟研究结果表明,在射流区主要为燃烧反应,在管流区主要为转化反应;合成气的产量随氧气和天然气体积比的变化会出现最大值,随天然气组成的不同,对大型气炉适宜的氧气和天然气体积比为0.66~0.68,对小型气炉适宜的氧气和天然气体积比为0.68~0.70。当氧气与天然气体积比达到0.67之后,蒸汽的加入对合成气产量和气化炉出口气体中CH4的含量几乎无影响。     

天然气扩散系数的实验研究

在分析天然气扩散系数测定原理的基础上,作者自行组装了可控温型天然气扩散系数测定仪,可以测定高温、高压条件下岩石的天然气扩散系数,并能较好地模拟地层条件.利用该仪器分别测定了天然气通过13块人造石英粉砂岩干岩样和饱和水岩样的天然气扩散系数,并应用费克定律的积分式及气体范德华方程确定了对实测天然气扩散系数进行饱和介质条件转换的转换系数为6.06.利用斯托克斯·爱因斯坦方程对实测天然气扩散系数进行了温度校正.校正后地层条件下的天然气扩散系数均小于实测天然气扩散系数,且随着埋深增加,二者之间的差值逐渐减小.这是因为随着埋深增加、地温升高天然气分子运动速度加快的缘故,表明这一校正结果是符合地层条件的.      

炼厂气蒸汽转化制氢催化剂Z421的开发

介绍中国石化齐鲁分公司研究院开发的炼厂气蒸汽转化制氢催化剂Z421的性能以及实验室长周期运转情况。评价结果表明:Z421催化剂具有良好的低温还原性能,转化活性、活性稳定性及抗碳性能满足炼厂气等轻烃原料转化制氢要求。     

地下储气库天然气回采的节流脱水分析

天然气绝热节流是地下储气库回采的关键技术，可以利用节流冷效应实现回采天然气的脱水、脱油。天然气脱水后的露点与绝热节流过程有关，并且它对天然气的集输有较大影响，因此有必要利用绝热节流模型准确地分析回采天然气的节流过程。为此，利用基于BWRS状态方程的绝热节流模型计算了板876储气库回采天然气的高压节流温变等焓线。用该模型分析板876储气库的两级实际节流过程，分析结果揭示了一级节流后温度随井口压力变化的规律，确定了J-T阀（二级节流阀）前温度的安全运行范围。所得计算结果为储气库建立科学完备的生产制度提供了可靠的依据。     

莺东斜坡带上第三系天然气输导系统研究

莺歌海盆地莺东斜坡带上第三系地层岩性圈闭发育,油气成因类型多样,纵向上生储盖组合良好,是莺歌海盆地有利的天然气聚集指向区。从骨架砂体、断层、不整合面和其上砂体以及三者的组合特征,对莺东斜坡带上第三系天然气输导系统的分布特征进行了研究。利用断层应力环境、断层与砂体对接情况、断层活动期与成藏期的关系、骨架砂体发育程度和不整合面及其上砂体的分布等5个因素对该输导系统作了初步评价,发现莺东斜坡带北段为一般输导系统,中段为较优质输导系统,南段为优质输导系统。     

基于遗传算法的天然气产量预测

在组合优化预测模型的研究基础上,给出了组合优化预测模型提高预测精度的理论依据,并应用基于实数编码的遗传算法对模型求取最优组合解,通过对实际生产数据的拟合结果分析表明,本文的求解方法是可行的,具有较好的预测能力。     

天然气提取氦气技术现状与发展

氦气是国防军工和高科技产业发展不可或缺的稀有战略性物资之一。含氦天然气迄今仍是工业化生产氦气的唯一来源。我国氦气资源相当贫乏, 含量很低，提取难度大,成本高。因此，在保护有限氦气资源的同时，研究开发先进的天然气提氦技术对于提高氦气生产的经济性、保障国家用氦安全和促进我国天然气提氦工业的发展具有重要意义。通过对目前提氦技术的分析介绍，低温冷凝法较为成熟，但能耗、成本较高；吸附法、吸收法和膜渗透法等其他提氦技术各具特点，但目前限于适用条件尚不能规模化工业应用。随着新材料、新技术的发展，天然气提氦技术不断改进创新，吸附法、膜渗透法等提氦工艺发展迅速，联产法、联合法工艺有着良好的应用前景，这些都为促进天然气提氦技术的发展提供了新的思路。     

深部流体对天然气成藏影响

深部流体是地球内部物质和能量交换最活跃的组分,超临界状态存在的深部流体中含有大量的气体,通过地震、火山或以其他各种构造通道向地球的浅部运移。上升过程中由于物理化学条件变化(主要是温度和压力降低),其中的挥发分首先从岩浆中析出,在合适的构造部位直接聚集成藏;同时流体上升过程中带出的大量地球深部的物质或能量为天然气形成提供有利条件。中国东部郯庐大断裂带气藏天然气碳同位素及稀有气体地球化学特征表明,深部流体直接或间接对天然气形成以及运移有重要的影响。国外一些天然气形成的模拟实验结果也显示以二氧化碳和水为主的流体在深部油气的无机合成、运移和富集中起着重要的作用。深入研究深部流体与天然气形成之间的关系可以为天然气勘探提供重要的方向和目标,将对天然气成因及来源产生重要的理论和实践意义。     

天然气二次运移组分变化机理研究

天然气的烃类组成并不单一,但成藏天然气一般以甲烷为主,除了与烃源岩母质类型及其演化有关以外,二次运移也是一个重要的作用因素。通过天然气二次运移物理模拟实验,研究了天然气二次运移特征,注意到天然气二次运移是一种断续流运移,主要包括2种基本运移方式——活塞流和优势流,两者交替就形成了天然气的断续流运移;结合有机质热演化生烃过程以及气、水、岩的相互关系分析,探讨了天然气二次运移过程中组分变化的机理,认为二次运移会导致成藏天然气组分中甲烷含量增高,其主要原因包括二次运移过程中的组分分异作用,断续流运移导致重组分在岩石孔隙中的封闭滞留作用,以及二次运移路径上残留原油的溶解作用。     

苯与合成气烃化催化剂的改进研究

采用浸渍法制备了多种用于苯与合成气烃化反应的催化剂,包括单金属和金属与酸性双功能催化剂,考察了不同金属、金属负载量、酸性中心数量、金属与酸中心距离对催化剂性能的影响,并对催化剂稳定性进行了评价。结果表明：金属Zn是活性最佳的金属组元;Zn与HZSM-5组成的双功能催化剂的活性高于单功能催化剂;适当的金属与酸中心比例有利于活性组分在载体上更好地分散,促进反应进行;采用浸渍法制备的催化剂,金属与酸中心距离更近,反应活性最高。300 h稳定性试验结果表明,苯转化率平均为36%,甲苯和C₈芳烃的总选择性达到90%,催化剂具有良好的活性和稳定性。