碳科学公司开发二氧化碳使甲烷重整的催化剂技术

美国碳科学公司（Carbon Sciences Inc.,CSI）于2010年12月28日宣布,开发利用二氧化碳使甲烷重整转化为汽油和其他易用燃料的的催化剂技术,该公司已与加拿大Saskatchewan大学（UOS）签约专利转让协议,该催化剂技术可使甲烷与CO₂进行干法重整,CO₂是碳科学公司产品平台的关键成分。     

冷等离子体耦合MoxC-Ni/Al2O3催化剂用于甲烷水汽重整制氢反应

甲烷水汽重整反应是目前工业制氢的主要过程之一，其中提升Ni基催化剂的抗积炭和抗烧结能力以及降低重整操作温度是该工艺的关键。通过将Mo_xC与Ni/Al₂O₃机械混合制备了Mo_xC-Ni/Al₂O₃双功能催化剂(Mo_xC-NiAl),即Ni解离CH₄,Mo_xC活化H₂O,同时耦合冷等离子体，系统地研究了Mo_xC助剂的加入对催化剂结构、等离子体放电性质(放电功率、有效电容)、催化性能的影响，并通过XRD、Raman、TEM等多种表征方法探究了催化剂的失活机制。研究表明，Mo_xC助剂的加入不仅有效促进金属Ni的再分散，提升催化剂的抗烧结能力，还提高了催化剂的有效电容和放电功率，有助于催化剂活性的提高。与传统Ni/Al₂O₃催化剂相比，无额外热源加热条件下，Mo₂C-Ni...     

福建物构所电重整甲烷/二氧化碳制合成气研究取得进展

正通过天然气和二氧化碳重整(干重整)反应制合成气,再经费托反应再进一步转化为各种重要化学品,不仅可以达到天然气高效利用的目的,还可有效减少温室气体排放。但传统重整反应中的一氧化碳歧化反应和甲烷热裂解容易产生积炭,高温下催化剂烧结/团聚的问题也会导致干重整性能     

低温等离子体协同磷化镍催化甲烷干重整反应性能

分别采用化学镀法和浸渍法制备Ni₃P/SiO₂和Ni/SiO₂催化剂,并将其与介质阻挡放电等离子体协同催化甲烷干重整制合成气(H₂+CO)反应。对所制备的催化剂进行X射线粉末衍射、X射线光电能谱、N₂物理吸附-脱附和CO₂程序升温脱附表征和催化甲烷干重整性能评价。相较于Ni/SiO₂,Ni₃P/SiO₂具有更大的比表面积和更多缺电子态的Ni^δ+位点,以及对CO₂较强的吸附能力。催化性能评价结果表明,当等离子体输出功率20 W时,Ni₃P/SiO₂具有比Ni/SiO₂更优的甲烷干重整催化活性和稳定性,这可能是Ni₃P/SiO₂表面较多的Ni^δ+位点促进了反应物分子的吸附活化。对Ni₃P/SiO     

CO2甲烷化催化剂CeO2-Ni/Al2O3的制备及性能

 以Ni-Al水滑石为前驱体,采用水热合成法,制备了不同CeO₂含量的αCeO₂-Ni/Al₂O₃催化剂,通过XRD、N₂吸附-脱附、CO₂-TPD和原位漫反射红外分析(DRIFT)等手段,表征了制备催化剂的微观结构和物化性质,评价了其对CO₂甲烷化反应的催化活性及稳定性,并进一步研究其催化CO₂甲烷化反应的机理。结果表明：制备催化剂主要为介孔结构,表面有较多的弱碱和中强碱性位点;CeO₂的适量引入可提高Ni-Al₂O₃催化剂低温催化CO₂甲烷化的活性,其中以CeO₂负载摩尔分数5%的催化剂性能最好,在250 ℃时,CO₂转化率可达91%,CH₄选择性可达100%,且经120 h的稳定性测试后,活性无明显下降;CO₂甲烷化时,催化剂表面产生中间产物甲酸盐和双齿碳酸盐,其有利于CH₄的生成。     

新型欧姆加热式反应器强化甲烷蒸汽重整的过程分析和优化

传统甲烷蒸汽重整（SMR）反应器（cSMR反应器）中容易出现较大的径向温度梯度,增加了催化剂积炭失活的风险。提出了一种新型的含内外管欧姆加热蒸汽重整固定床反应器（eSMR反应器）,以欧姆加热替代了传统工业反应器的燃烧供热方式。通过二维拟均相固定床反应器模拟,比较了eSMR与cSMR反应器的性能差异,分析了eSMR反应器结构及操作条件对其性能的影响。结果表明,相比于cSMR,eSMR反应器出口的平均甲烷转化率和平均温度分别高出26.6%和121 K,且径向温度分布更加均匀;eSMR反应器的内外管直径之比为0.589时,其径向温度梯度最小;增加入口温度、加热电压和水碳比均会提高eSMR反应器出口的平均甲烷转化率和平均温度,增加入口压力的影响相反。本研究可为欧姆加热蒸汽重整反应器的开发提供一定的借鉴。     

等离子体作用下CH4-CO2重整制取合成气工艺过程数值模拟

随着温室气体CH₄与CO₂排放量的逐年增加，全球气温上升、全球变暖加剧。CH₄-CO₂重整(CRM)能够有效降低温室气体的排放量，且重整产物为合成气(CO和H₂)，能提高碳资源的利用率。通过CRM装置完成了反应过程及产物分析，结合流体仿真软件Fluent与化工模拟软件Chemkin模拟揭示了等离子体作用下CRM制合成气反应过程中进料速率、进料比(n(CO₂):n(CH₄))及等离子体功率对反应器内部温度场与浓度场分布的影响规律。结果表明，随着进料速率提高，物流在反应器内涡流作用加剧，导致反应器底部温度变高，CH₄所参与副反应的平衡向正方向移动，参与主反应的CH₄减少，对CO、H₂的选择性降低。相同进料速率下，进料比越大，目标产物产量越高，过量的CO₂发生副反应，导致CO的增量大于H₂的增量。大功率等离子体提供的高温环境会促进C...     

炼化企业二氧化碳排放核算与碳减排探讨

为掌握某炼化企业碳排放情况,制定减排措施,参照相关指南核算了该企业的年度二氧化碳(CO₂)排放量,范围包括发电设施和石油化工装置。对于CO₂排放占比较多的工艺过程,采取或规划了高效合理的减排措施,包括开展CO₂捕集纯化侧线试验、建设燃煤烟气CO₂捕集示范装置、研发及应用一氧化二氮(N₂O)分解催化剂以及提高装置电气化率等。降碳措施的实施,直接或间接地降低了企业的CO₂排放量,促进了低碳环保、节能降耗、提质增效工作的开展,可为同类企业提供参考。     

南海富CO2天然气分类利用技术

南海丰富的天然气资源普遍具有CO₂含量高(20%～80%)的特点,现有工艺只适宜于加工CO₂含量相对较低的天然气资源,且过程中均有大量CO₂排放,碳资源利用率较低,在一定程度上限制了南海大气田的大规模开发利用。本文介绍了南海富CO₂天然气脱碳后商用及尿素和甲醇等化工利用两方面的现状,基于南海天然气的组成特点,提出了按CO₂含量小于20%、20%～30%、大于30%的3种区间,分别采用脱碳+海洋封存、CO₂捕集+化工利用、CH₄-CO₂干重整+费托合成方案的分类利用新思路,并介绍了CH₄-CO₂干重整、CO₂捕集、 CO₂海洋封存、 CO₂矿化、CO₂化工利用等南海富CO₂天然气分类利用核心技术以及中国海油在这5类核心技术方面的研究进展。本文研究有助于推动富CO<...     

石化行业CO2排放核算与减排技术进展

全面细致地进行CO₂排放核算是炼化企业挖掘碳减排潜力、升级碳减排技术、实现“双碳”目标的基础依据。综述了国内外石化行业CO₂排放的核算方法与减排技术,重点介绍了CO₂排放核算模型、核算方法、核算指南与规范,以及基于核算结果的CO₂减排技术,分析了国内外大型炼化企业CO₂排放核算成果、减排技术效果及发展趋势,以期为炼化企业在转型发展、节能降耗、CO₂减排和利用等方面提供借鉴。     

等离子体协同Co/ZSM-5催化CO2加氢制低碳烃

采用浸渍法制备了负载型Co基催化剂,并在介质阻挡放电低温等离子体反应器中研究了其对CO₂加氢转化生成低碳烃反应的催化性能,考察了载体、Co负载量,以及催化助剂对催化剂性能的影响,探讨了催化剂活性相、等离子体与催化剂的协同作用机理,分析了在等离子体体系中CO₂加氢制低碳烃可能的反应路径。结果表明,在介质阻挡放电反应器中,等离子体与Co基催化剂具有显著协同作用,在常压、低温下,CO₂加氢可生成一定量的C₂~C₄低碳烃。以Co质量分数为15%的Co/ZSM-5为催化剂时,CO₂转化率达45.0%;C₂~C₄选择性为13.7%。催化助剂Ni的加入可以进一步提高CO2的转化率和C2~C4的选择性。当Ni-Co/ZSM-5催化剂中m(Co)/m(Ni)为4∶1时,C₂~C₄转化率达52.3%,C₂~C₄选择性达17.9%。     

甲烷水蒸气重整技术研究现状及进展

对甲烷水蒸气重整工艺进行了介绍,从催化剂载体、催化剂活性组分、催化剂助剂入手对甲烷重整制氢技术催化剂的现状和研究进展进行了综述,并对甲烷水蒸气重整反应的反应机理和本征动力学研究进展进行了说明,对传统甲烷重整制氢反应器的现状和研究进展、新型制氢反应器的研究和应用现状进行了综述。Topsóe公司开发的HTCR反应器能够有效地降低原料和燃料的单位消耗量,在国外已经应用几十年。中国石油化工股份有限公司大连石油化工研究院的套管式反应器可有效利用高温位热量,制氢能耗可减少10%左右。     

CO2气体非常规储存方法

随着《京都议定书》的实施，如何经济有效地控制CO₂的排放量，减缓温室效应对我国已显得越来越迫切。非常规储存是将排放到大气中的CO₂，通过采集回注到地下煤气层、废油气储层或深海盐水储层中储存的方法，主要有CO₂水合物法、煤层气置换法、CO₂驱替甲烷水合物、注CO₂提高原油或凝析油的采收率、深海盐水储层储存法等。从储存的机理方面介绍了各种非常规储存CO₂的方法，并从技术和经济的角度对各种方法进行了评价。指出对于具有相同烃类孔隙体积的油气藏来说，由于气体更容易压缩，地质构造封闭性好，气藏、凝析气藏在储存CO₂方面具有更大的优势。     

CO2驱油及其地震监测技术的国内外研究现状

CO₂ 驱油是通过注气井将液态 CO₂ 注入到地下储层,进而驱替油气到生产井的一项特殊采油技术,它不仅能提高采收率,而且还可以封存 CO₂,减少碳排放,对环境保护和油田生产具有双重效益。 结合课题研究,在文献调研的基础上,阐述了 CO₂ 驱油技术的基本原理,总结了 CO₂ 驱油技术的国内外发展现状,对 CO₂ 驱油关键技术进行了分析,并重点对时移地震、井间地震、微地震、VSP 及 AVO 等 CO₂ 驱油地震监测技术进行了讨论,为 CO₂ 驱油技术的应用提供了依据。     

CO2与甲醇直接合成碳酸二甲酯的催化剂研究进展

以CO₂与甲醇为原料直接合成绿色环保中间体碳酸二甲酯(DMC),不仅符合绿色化学发展的需求,还使CO₂得到资源化利用。为了将研究范围转向工业化,开发高效催化剂是DMC未来开发的重点。综述了CO₂与甲醇直接合成碳酸二甲酯催化体系的研究进展,介绍了不同类型催化剂的反应活性,主要包括金属碳酸盐、金属氧化物催化剂、负载型催化剂、金属配合物催化剂、离子液体催化剂、电合成法催化剂,为直接高效合成DMC提供参考。     

Ni/Mo/MgAl(O)催化甲烷干重整制合成气的研究

通过焙烧由共沉淀法制备的NiMgAl-Mo₇O₂₄^6-类水滑石,制备了一系列不同MoO₃质量分数(0、10%、15%、20%、25%和30%)的Ni/Mo/MgAl(O)复合氧化物催化剂。将该催化剂用于甲烷干重整(DRM)反应中,并研究了MoO₃的含量对催化剂性能的影响。借助XRD、BET、H₂-TPR、CO化学吸附、CO₂-TPD以及O₂-TPO等表征手段研究了催化剂结构和性能之间的关系。结果表明,催化剂的催化活性和抗积炭性能与MoO₃含量有关,当MoO₃的负载量为15%时,催化剂的催化活性和稳定性最佳,其在GHSV=60000 mL/(g·h),800℃反应57 h后,甲烷转化率仍维持在66%以上。较大的比表面积、强的金属与载体作用力、较高的金属分散度、适量的酸性和碱性位点数以及Ni-Mo双金属合金的协同作用,使得催化剂具有较好的催化活性和较强的抗积炭能力。     

南海北部二氧化碳对天然气水合物形成与分布的影响

南海北部天然气富含CO₂等非烃气体,非烃气体对于水合物既有建设性,也有破坏性。含CO₂的天然气向上运移渗漏到浅层,条件适当时,CO₂可作为碳源,被还原成CH₄,在浅层形成水合物成藏。选取南海北部的几组不同CO₂、N₂含量的气体组分进行的实验表明,含CO₂的天然气形成水合物的温度比纯甲烷水合物要高,致使水合物的赋存深度增加,从而拓展了水合物稳定带的厚度。高含CO₂的天然气藏发生强渗漏并运移至上覆甲烷水合物层时,CO₂可能会置换甲烷水合物中的甲烷,使原有的水合物矿藏遭受破坏或甲烷饱和度下降。      

轻烃蒸汽重整制氢催化剂RSR-101/RSR-102的工业应用

中石化石油化工科学研究院有限公司开发的轻烃蒸汽重整制氢催化剂RSR-101/RSR-102在中国石化洛阳分公司4×10⁴ m³/h制氢装置首次实现工业应用。工业标定结果表明，在反应压力为2.65 MPa、水碳摩尔比为3.33、转化炉入口温度为508.9℃、转化炉出口温度为772.5℃的条件下，轻烃折合成甲烷的转化率为79.7%,制氢装置单位产品的能耗较设计值降低了12.8%,每生产1 t H₂的CO₂排放量为8.01 t。制氢装置换装RSR-101/RSR-102催化剂组合后的各项运行参数均达到技术协议要求。     

反常辉光放电下CH4-CO2转化制合成气

在常压下，利用一种新型的反常辉光放电反应器，使CO₂重整CH₄制取合成气。实验表明，反应体系输入功率、原料气配比和流量等对反应结果有着较大影响。在常压下，当输入功率为437 W、n(CH₄)∶n(CO₂)＝4∶6及流量为140 mL/min时，CH₄和CO₂的转化率分别高达91.9％和83.2％，并且CO和H₂的选择性分别为82.4％和62.1％。通过调配原料的配比，可以得到不同n(H₂)∶n(CO)比值的合成气。     

添加R141b促进剂的CO2水合物法海水淡化实验研究

我国天然气中CO₂的利用率非常低,净化过程中脱出的CO₂主要是排放,不仅会污染大气,也在无形中损失了巨额的经济效益,因而我国陆地和海上酸性气田开发中加强对CO₂的综合利用就显得尤为重要。CO₂水合物法海水淡化是一种新型的海水淡化技术,主要是利用较易生成水合物的小分子物质与海水生成水合物晶体,固液分离后,分解水合物即可得到淡水,该技术目前在我国尚处于室内实验研究阶段。为了提高CO₂水合物法海水淡化效率,在海水中添加R141b促进剂以加快CO₂水合物的生成速度,利用研制的双釜海水淡化实验装置,探讨了R141b促进剂的添加比例及其对CO₂水合物法海水淡化效率的影响,确定了该法的技术参数;通过测定水合物生成前后溶液的盐度及离子变化,探讨了CO₂水合物法海水淡化的程度。结果表明：①R141b促进剂与海水的最佳体积比为1∶70,添加R141b后CO₂水合物法海水淡化效率可提高3倍;②在一级和二级淡化水中,离子去除率平均分别可达58.7%和81.0%,而三级和四级淡化水的平均离子去除率则分别达到了94.8%和98.4%;③四级淡化水的各项离子浓度指标都优于饮用水标准。