甲烷二氧化碳重整工艺研究及经济性分析

甲烷二氧化碳重整以天然气和二氧化碳为原料,可有效实现二氧化碳的减排,具有良好的经济和社会意义。分别对甲烷二氧化碳重整、甲烷二氧化碳自热重整及三重整工艺进行了模拟计算与工艺研究。结果表明:(1)温度升高、n(CO_2)/n(CH_4)配比增加,甲烷转化率提高;(2)同样温度下,n(CO_2)/n(CH_4)配比增加,产品气中n(H_2)/n(CO)配比下降;(3)对自热重整和三重整工艺来说,进料配比对原料转化率、n(H_2)/n(CO)、反应体系积炭量以及热耦合有较大的影响;(4)在适当的进料配比下,反应体系可实现积炭量为零且系统自热,其中甲烷二氧化碳自热重整工艺较优的进料配比为n(CH_4)/n(CO_2)/n(O_2)=1:0.9:0.6,甲烷三重整工艺较优的进料配比为n(CH_4)/n(CO_2)/n(H_2O)/n(O_2)=1:0.4:0.9:0.6;(5)三种工艺的能耗大小依次为甲烷二氧化碳自热重整<甲烷三重整<甲烷二氧化碳重整,基于单位体积合成气的能耗比值为0.93:0.97:1。     

甲烷/二氧化碳共转化技术获突破

中国科学院青岛生物能源与过程研究所热化学转化研究组的研究人员在甲烷(CH4)、二氧化碳(CO2)化学链共转化技术方面的研究取得突破。他们开发了新型载氧体,实现了甲烷高选择性氧化和二氧化碳还原再生的稳定循环。研究人员在初步实验基础上,先后制备了纳米花球层状Si-V复合氧化物和Pt催化的Si-V复合氧化物,最终将甲烷单程转化率提高到80%以上,合成气选择性大于99.5%,载氧体还原度90%以上,实现了甲烷高选择性氧化和二氧化碳还原再生的稳定循环。     

甲烷二氧化碳自热重整工艺分析

基于吉布斯自由能最小法,分析甲烷二氧化碳自热重整(CO_2/CH_4/O_2重整)工艺过程,可知:温度增加,合成气中甲烷含量减少、二氧化碳转化率增加;压力增加,合成气中甲烷含量增加、二氧化碳转化率降低;碳碳比n(CO2)/n(CH4)增加,合成气中甲烷含量减少、二氧化碳转化率降低;温度、压力对氢碳比n(H_2)/n(CO)有影响,但n(CO_2)/n(CH_4)对n(H_2)/n(CO)影响更为显著;少量或适量水蒸气可以保护甲烷二氧化碳自热重整转化炉内关键设备、调节产物n(H_2)/n(CO)等。根据工业生产要求和特点,定义出口合成气中甲烷的物质的量分数1%为临界条件,获得临界条件时n(CO_2)/n(CH_4)、重整平衡温度与压力、二氧化碳转化率以及n(H_2)/n(CO)等特性参数的关系图,指导工业生产的工艺过程和催化剂研究。     

热等离子体转化温室气体的基础研究

二氧化碳和甲烷既是温室气体的主要组成又是丰富的碳资源,研究二氧化碳和甲烷的化学转化和利用有着重要的意义。在热等离子体提供的高温、高能量反应环境中,进行了二氧化碳单独裂解、甲烷单独裂解与甲烷二氧化碳重整反应的对比实验研究。结果表明：热等离子体是转化二氧化碳和甲烷的有效手段。为了得到较高的转化率和化学能效值,应采用甲烷和二氧化碳具有相互促进作用的重整反应过程。     

氧气/甲烷比对Mo/Al_2O_3催化剂上甲烷二氧化碳重整反应的影响

实验研究了进料CO_2/CH_4、O_2/CH_4比对Mo/Al_2O_3催化剂上甲烷二氧化碳重整反应的影响,并利用XRD、H_2-TPR等技术对催化剂和载体进行表征。结果表明,当n(CO_2)/n(CH_4)从1提高到1.5时,可以明显提高甲烷转化率和催化剂的稳定性。CO_2含量的降低会使甲烷的转化率降低,且在n(CO_2)/n(CH_4)比降低为0.125时会使催化剂的活性快速下降。当n(O_2)/n(CH_4)比为0.1时,会明显提高甲烷二氧化碳的转化率和H_2、CO的生成速率。但是当n(O_2)/n(CH_4)从0.4提高到0.6时,甲烷会与氧气发生部分氧化反应和完全氧化反应,从而抑制甲烷二氧化碳重整。     

甲烷二氧化碳重整催化剂及其制备方法

本发明涉及一种甲烷二氧化碳重整催化剂及其制备方法,属于重整催化剂技术领域。本发明所述的甲烷二氧化碳重整催化剂,结构为A/LaCeNiO-xNiO_(3)。其中A为碱金属或碱土金属,0≤x≤1。本发明所述的甲烷二氧化碳重整催化剂,用于甲烷二氧化碳反应过程中可有效避免积碳的产生。     

德国开发无二氧化碳排放的甲烷制氢技术

<正>德国Karlsruhe技术研究所(KIT)与先进可持续研究所(IASS)在开展一项名为"无二氧化碳排放的甲烷燃烧"的研究项目。该无二氧化碳的氢生产技术,通过在高温的鼓泡塔反应器热分解甲烷实现。反应塔填充有加热到1000℃的液体金属。     

基本有机化学工业

TQ204200609109甲烷与二氧化碳催化重整制取合成气的研究进展〔刊〕/魏永刚,王华…(昆明理工大学材料与冶金学院)∥应用化工.-2005,34(12).-721~725,730综述了甲烷与二氧化碳催化重整制取合成气的最新研究进展,比较了不同类型的催化剂在重整反应过程中的性能差异,分析了催化剂的积炭过程和重整反应机理,对非常规供能方式进行了阐述,并指出了甲烷与二氧化碳催化重整制取合成气的研究方向。表1参43(方静摘)TQ221.11200609110耦合甲烷部分氧化与二氧化碳重整的研究进展〔刊〕/纪红兵,谢俊锋…(华南理工大学化工与能源学院)∥天然气化工.-2005…     

煤解吸二氧化碳和甲烷的特性曲线及其应用

二氧化碳与甲烷的吸附与解吸机理决定了二氧化碳在煤中的螯合和强化甲烷产出的能力，是近期人们所关注的焦点。根据对大量甲烷和二氧化碳吸附/解吸等温线和吸附特性曲线的研究结果，从吸附势角度探讨了两者的吸附/解吸机理，并将解吸特性曲线归纳为3类：①两者的吸附-解吸等温线不相交，二氧化碳的吸附势大于等于甲烷的，在两者接近的中压阶段不利于注二氧化碳驱甲烷，高压、低压阶段均有利；②因甲烷的吸附-解吸等温线相交造成两者的吸附特性曲线相交，高压下利于注二氧化碳驱甲烷；③因二氧化碳的吸附-解吸等温线相交造成两者的吸附特性曲线相交，高压下利于注二氧化碳驱甲烷。这一结论为二氧化碳驱甲烷实验所证实。吸附势理论的引入为定量评价注入二氧化碳驱甲烷工艺参数和有利储层的选择提供了方法。     

单晶边缘负载纳米催化剂技术——设计高稳定性甲烷干重整催化剂的新策略

<正>尽管甲烷二氧化碳重整(干重整)受到高度重视,但是用于该反应的非贵金属类催化剂易烧结和积炭而阻碍了其工业应用。日前,韩国科学技术院(KAIST)的研究人员报道了一种设计稳定高效的甲烷干重整催化剂的新策略——单晶     

热等离子体重整甲烷和二氧化碳制合成气的热力学研究

常压下利用4kW的直流电弧等离子体装置,进行了甲烷和二氧化碳在氮气等离子体射流作用下重整制备合成气的实验研究。利用氮气作为放电气体产生等离子射流,甲烷和二氧化碳作为反应气体垂直送入此高温射流中,考察了甲烷与二氧化碳配比、进气流量和输入功率对原料转化率、化学能效及热值产率的影响。结果表明:热等离子体重整甲烷和二氧化碳制合成气具有处理量大、甲烷和二氧化碳转化率高、化学能效和热值产率高的特点。     

高二氧化碳含量天然气的利用方法

<正>许多天然气和沼气等含有高比例的二氧化碳,探讨其利用途径对开发利用这类天然气具有重要意义。以下几种方法值得关注:(1)采用高效、低能耗新技术加工为管道规格天然气并回收利用二氧化碳,如某石油公司采用比一般脱碳吸附剂效率高8～10倍的PSA高效吸附剂,总烃收率高达92%,回收二氧化碳用于强化采油;(2)采用甲烷二氧化碳重整技术,经合成气合成油或化工产品,近年甲烷二氧化碳蒸汽重整,甲     

中国科学院深圳先进技术研究院的电催化甲烷氧化转化制酸和酮技术取得进展

近日,中国科学院深圳先进技术研究院医工所纳米调控与生物力学研究中心在电催化甲烷氧化转化研究方面获得进展。相关成果以“利用ZrO2NiCo2O4准固溶体纳米线作为电催化阳极催化剂进行甲烷氧化生成酸和酮”为题,发表于催化领域期刊《应用催化B-环境》(Applied Catalysis B:Environmental)。甲烷气体作为低二氧化碳释放的燃料备受关注,但其温室效应是二氧化碳的30倍,在开采运输过程中的泄漏会导致一系列环境问题及气候变化。因此,将甲烷转化成液态燃料进行存储及运输,可较好解决上述问题。     

二氧化碳选择性转化为甲烷或乙烷的光催化剂

<正>能源科学与工程系教授Su-I1 In领导的研究小组成功开发出将二氧化碳转化为可用能源(如甲烷或乙烷)的光催化剂。随着二氧化碳排放量的增加,地球温度上升,二氧化碳是全球变暖的罪魁祸首,因此减少二氧化碳的兴趣一直在增加。此外,因能源枯竭而转向可重复使用的现有资源的燃料也引起了关注。为了解决跨境环境问题,对二氧化碳和水转化为烃类燃料至关重要的光催化剂的研究正在受到重视。     

天然气制合成气新技术

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,目前已完成了每天500 t以上的工业化试验;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。     

深部甲烷气的演化和二氧化碳的成因

本文以CH₄-H₂O-CO₂为平衡体系,用统计热力学的观点,研究了平衡体系的反应条件和方向,甲烷转换成二氧化碳需大于1050K才易进行,而二氧化碳与水中游离氢还原生成甲烷所需温压较低,故以甲烷为主的天然气藏不可能转化成高含量的二氧化碳气藏。      

MgO改性Ni/γ-Al_2O_3催化剂用于甲烷重整制取合成气研究

采用分步浸渍法制备了不同MgO含量改性的γ-Al2O3载体Ni基催化剂,并利用XRD、H2-TPR对催化剂进行表征。在γ-Al2O3中添加适量的MgO,使得γ-Al2O3表面形成MgAl2O4尖晶石,改善催化剂的反应性能。考察了催化剂MgO添加量,反应温度和压力对甲烷蒸汽重整以及甲烷二氧化碳重整反应的影响,以及原料气CO2/CH4比对甲烷-二氧化碳-水蒸汽三重整制得的合成气的H2/CO比的影响。催化剂最佳的MgO添加量为10%质量分数。在甲烷-水蒸汽-二氧化碳混合重整反应中,当n(H2O)/n(CH4)为1时,n(CO2)/n(CH4)在0.4~0.5之间能得到n(H2)/n(CO)约为2的合成气。     

氧气与二氧化碳非催化重整焦炉煤气

为了有效利用焦炉煤气和二氧化碳,开发了氧气与二氧化碳非催化重整焦炉煤气工艺,考察了反应温度、原料气配比对常压下氧气与二氧化碳非催化重整焦炉煤气反应的影响.利用气相色谱对产物进行了分析测定,结果表明:氧气与二氧化碳非催化重整焦炉煤气反应宜在高温条件下进行;V(O2)∶V(CH4)增大,有利于甲烷转化,二氧化碳转化率和一氧...     

二氧化碳分段甲烷化新工艺

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。     

耦合甲烷部分氧化与二氧化碳重整的研究进展

对耦合甲烷部分氧化与二氧化碳重整反应的研究现状和进展及用于该反应的铱、镍、钴、铂等催化体系进行了介绍和探讨。认为耦合甲烷部分氧化与二氧化碳重整反应是有工业化前景的工艺。