CO2和H2O共电解可生产液体燃料

美国哥伦比亚大学Lenfest可持续能源研究中心的研究人员与RisФ国家可持续能源实验室合作,于2010年7月24日宣布,正在研究采用固体氧化物电解电池（SOECs）使CO2和H2O进行高温共电解,以便产生合成气,供转化生产液态烃类燃料。根据闭环燃料循环过程,CO2可被循环为烃类燃料,该过程基于捕集来自大气中的CO2,在固体氧化物电解电池中采用CO2和H2O的高温共电解,产生合成气（CO／H2混合物）,并从合成气催化生成合成燃料。     

利用水和CO_2直接生产甲烷新工艺

正太阳能驱动的热化学循环(STCs)为在富能量分子的化学键中储存太阳能提供了一种直接的方法。通过利用一种氧化还原物质(如二氧化铈)作为反应介质,热化学循环过程可从水和CO_2中产生H_2和CO,即合成气,然后合成气可通过费-托合成过程改质为烃类。瑞士保罗谢尔研究所(PSI)已经验证,通过将一个催化过程组合到热化学循环工艺中,可以直接从水和CO_2生产烃类,尤其是甲烷。相关论文已发表在《RSC能源和环     

不同原料气甲烷化制天然气的热力学分析

由于不同原料气组成不同,会对甲烷化过程造成不同影响。通过建立基于吉布斯自由能最小法的热力学模型,利用ASPEN Plus软件对合成气、焦炉煤气和煤热解气三种原料气CO甲烷化体系进行热力学分析,探讨了温度和压力及原料气组成(O_2、CH_4、CO_2和C_2H_4)对CO转化率、CH_4选择性和产率及积炭的影响,寻找出每种原料气甲烷化过程中的主导因素,确定出合适的工艺条件,优化甲烷化工艺。研究表明:低温高压有利于甲烷化反应的进行。合成气中CH_4对CH_4选择性和收率影响较小,所以可采用产品气循环工艺;但高温下CH_4和CO_2都导致积炭增加,应采用低温反应且严格控制CO_2含量。而对焦炉煤气来说采用较高压力即可消除甲烷对反应的影响;CO_2和C_2H_4对反应造成影响较小,可采用补碳工艺来平衡原料气中过量氢气。煤热解气本身含碳量高,CH_4、CO_2和C_2H_4均导致积炭加剧,因此不建议采用产品气循环工艺且要严格控制CO_2含量,并脱除C_2H_4等气态烃类化合物。从安全和催化剂失活方面考虑,焦炉煤气和热解气中应尽可能减少O_2含量。     

烃类生产合成气热力学平衡组成的计算

本文叙述了将任何烃类经部分氧化以及与水蒸汽和(或)CO_2反应所得产物的平衡组成均可归结为CH_4—H_2O—CO_2反应的平衡组成。在DJS-6型电子计算机上计算了不同条件下CH_4-H_2O—CO_2反应的平衡组成。计算时采用了各种气体的逸度代替习用的分压。从而由烃类用各种方法制造合成气的平衡组成皆可由本文的图表中求出。     

烃类生产合成气热力学上结炭界限的计算

计算了CH_4—H_2O—CO_2反应热力学上的结炭界限。讨论了用该数据求出烃类制造合成气反应结炭界限的方法。     

苏黎世联邦理工学院开发由阳光和空气制液体燃料的技术

<正>苏黎世联邦理工学院(ETH)的研究人员开发出一种采用太阳能装置从阳光和空气生产液体燃料的新技术。这些燃料在燃烧过程中释放的CO_2与之前为生产这些燃料而从空气中提取的CO_2一样多。直接从环境空气中提取CO_2和水,并利用太阳能使其反应生成合成气,随后将其加工成煤油、甲醇或其他烃类。ETH可再生能源载体系的教授Aldo Steinfeld及其研究小组开发了该技术。位     

在低水碳比下利用CO_2生产富CO合成气的新工艺

<正>用蒸汽和CO_2的混合物重整甲烷(下面简称CO_2重整)是一个环境上有意义的工艺,因为它提供了一种使用温室气体CO_2的方法。当进料气CO_2含量比较高时,重整反应得到的合成气CO将占很大一部分,并且n(H_2)/n(CO)为0.5～3的合成气可以或多或少地直接从该过程产生。大量的CO可用于化学工业     

CH_4/CO_2等离子体重整反应的研究进展

CH_4/CO_2等离子体重整反应制备合成气(CO和H_2)是温室气体CH_4和CO_2资源化利用的重要途径之一,是一种取代CH_4高温重整反应的潜在技术。本文简要总结了CH_4和CO_2在等离子体体系和等离子体协同催化剂制备合成气的研究工作,并探讨等离子体与催化剂对甲烷重整反应的协同作用机制。     

一种由H_2S和CO_2产合成气的替代性新路线

正意大利米兰理工大学等机构的研究人员正致力于将H_2S和CO_2转化为合成气。从详细的热力学-动力学研究可知,在H_2S和CO_2之间氧化还原反应是可行的。如果相关的工艺技术切实可行,该反应可能会开辟一条先进的合成气生产路线。潜在的工业优势表现在:脱硫装置的酸性气体被中和,CO_2成了化学原料,产出合成气。该过程有可能取代炼油厂的克劳斯硫磺回收工艺,达到减排增效的目的。     

Soletair验证装置从空气中捕获的CO_2生产出可再生烃类燃料

正芬兰VTT技术研究中心和Lappeenranta科技大学(LUT)于2017年6月9日宣布,已测试了验证装置,使用从空气捕集的CO_2用以生产可再生燃料和化学品。该中型装置与LUT在Lappeenranta的太阳能发电装置相耦合。这个项目的目的是验证整个过程的技术性能,并生产200 L的燃料和其他烃类用于研究目的。该验证装置组合整个过程链,包括4个独立的单元:太阳能发电装置;从空气中分离二氧化碳和水的设备;使用电解产生氢气的部分;及合成设备用于从二氧化碳和氢气生产原油替代物。     

硫磺回收催化剂的硫酸盐化中毒机理晶体结构及表面化学性质研究和探讨

在天然气净化和含硫原油加工过程中产生大量的 H_2S 气体,为了保护环境和回收元素硫,工业上普遍采用克劳斯过程处理含有 H_2S 的酸性气体,其反应方程式如下:①H_2S 3/2O_2=SO_2 H_2O ③2H_2S SO_2=3/n S_n 2H_2O反应①和②是在高温燃烧炉中进行的。在催化反应区(低于538℃)除了发生反应②外,还进行下述有机硫化物的水解反应:③COS H_2O=H_2S CO_2 ④CS_2 2H_2O=2H_2S CO_2工业装置使用天然铝矾土催化剂的总硫转化率在80—85％左右,未转化的各种硫化物均以 SO_2的形式排入大气,严重污染了环境;改用活性氧化铝催化剂后,总硫转化率可提高到     

用硫钝化的重整工艺降低合成气H_2/CO比例

生成醋酸、二甲醚、羰基合成醇需要合成气H_2/CO有较低摩尔比.该工艺通过将H_2O/C(烃)摩尔比从1.7～2.1降至0.9、CO_2/C摩尔比从0.31～0.47增至0.54,使合成气H2/CC的摩尔比可以从2.7降至1.8,克服了传统天然气蒸汽转化导致生成过量H_2的缺点.实践证明,该工艺在技术上和经济上都是可行的.     

碳科学公司开发循环利用CO_2制成汽油

碳科学公司(Carbon Sciences,Inc.)于2010年1月26日宣布,突破循环利用CO_2制成汽油技术。据称,该公司开发出生物催化工艺可将CO_2转化成低碳烃类(C_1～C_3),继而再改质成为较高碳的燃料如汽油和喷气燃料。从而,利用这项工艺技术将可直接生产汽油,缩短了将CO_2转化成燃料技术推向商业化和降低系统和操作成本的时间。     

乙酸甲酯水蒸气重整制合成气热化学平衡分析

采用Gibbs自由能最小化法对乙酸甲酯(MC)水蒸气重整制合成气反应进行热化学平衡计算,考察了温度、水酯比(n(H_2O)∶n(MC))和压力等因素对MC水蒸气重整制合成气反应产物的影响。实验结果表明,随温度升高,合成气含量明显增大,氢碳比(n(H_2)∶n(CO))、CH_4和CO_2含量则减小,在800~1 000℃时,合成气含量达最大,氢碳比较稳定,有利于合成气的制备;在温度大于800℃时,随水酯比的增加,合成气含量先增大后减小,在水酯比为4时较为适宜;随压力增加,合成气含量减小,CH_4和CO_2含量增加,低压有利于合成气的制备。在800~1 000℃、水酯比为4、常压条件下,MC水蒸气重整制合成气含量可达86%(φ)。     

CO_2加氢制烃类的研究

本文研究了在Fe/活性炭催化剂上CO_2加氢制烃类的反应性能。分别考察了反应温度为300～350C、反应压力为0.75～2.5MPa、空速为320～1300h~(-1)、H_2/CO_2配比为0.95～3.3对CO_2加氢反应性能的影响;并与CO加氢反应进行了比较。结果认为,反应温度、反应压力、空速较高,H_2/CO_2配比较低时,烃收率较高。反应压力及H_2/CO_2配比较低、空速较高时,易生成烯烃。产物主要是C_2～C_4烃类。     

德国中试二氧化碳和甲烷干重整制合成气

<正>德国林德公司2015年10月宣布进行干重整技术中试。这种干重整工艺,将天然气的主要成分甲烷和CO_2催化转化为合成气(CO+H_2)。合成气然后用于生产有价值的下游产品如化学品或燃料。干重整过程不同于蒸汽重整,蒸汽重整需水蒸汽,而生产水蒸汽是能量密集的,干重整需要水少,因此可以避免蒸     

将原油直接提质为氢和化学品的系统和工艺

用于直接将原油提质为氢气和化学品的系统和工艺,包括将入口烃流分离成轻馏分和包含柴油沸点温度范围的重馏分;由轻馏分产生包含H_(2)和CO的合成气;使产生的CO反应;从重馏分中产生并分离CO_(2)、聚合级乙烯、聚合级丙烯、C_(4)化合物、裂化产物、轻循环油和重循环油;收集和纯化重馏分产生的CO_(2);加工C_(4)化合物以产生烯烃低聚物和链烷烃残余液;分离裂化产物;低聚轻馏分石脑油流;加氢处理芳烃流;对轻循环油进行加氢裂化以产生单芳烃产物流;气化重循环油。     

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。     

天然气等离子多重整工艺中试研究

由浦江思信通科技有限公司自行设计和建设了一套16Nm~3/h重整气规模的天然气等离子多重整中试装置,在该装置上利用载氧体催化剂开展了低温等离子多重整工艺研究。试验结果表明,以含微量水的天然气和空气为原料,在等离子弧激发、650～1050℃和接近常压的反应条件下,最高可使98%以上甲烷等轻烃获得转化,主要生成物为合成气(H_2+CO),通过改变反应条件合成气氢碳比(n(H_2)/n(CO))可在1.5～3.0之间调变。该工艺进料水碳比在0.3以下,反应生成的水可循环利用,总体上不耗水;天然气中烃类C原子氧化反应生成的CO_2产物选择性为25%以下,75%以上为CO气体,并实现了重整反应热量自供,烃类的利用率高,能耗低。     

镍/氧化铝尖晶石催化剂存在下烃类燃料的蒸汽转化

<正>一种烃类燃料催化蒸汽转化的方法,包括将由水和液体烃类燃料组成的反应混合物与NiAl2O4尖晶石催化剂接触,反应混合物至少部分发生蒸汽转化反应生成含氢气和一氧化碳气体混合物,得到的合成气可用作燃料电池原料。