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CH4与CO2重整制合成气研究的研究报告杨真一 1 ，胡莹梦2，徐艳 3 ，郑先坤4（1：2009级化学工程与工艺四班，学号：09430841372：:2009级化学工程与工艺三班，学号：09430841413：2009级化学工程与工艺三班，学号：09430841364：2009级化学工程与工艺三班，学号：0943084008）摘要：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。
在石油资源日益匮乏以及环境问题日益严重的今天，二氧化碳的资源化利用已受到了广泛的关注，二氧化碳与甲烷重整制合成气的方法也越来越多，从传统的催化重整反应到现今受到更多研究的等离子体重整CH4-CO2技术，还有等离子体协同催化剂重整技术，都有大量的研究基础，本文就目前常用的几种甲烷-二氧化碳重整技术进行了调研研究并对热等离子体重整制合成气的实验方法进行了简要说明与探讨。
关键词：甲烷二氧化碳重整合成气研究二氧化碳和甲烷的化学转化和利用对于降低甲烷使用量、消除温室气体等具有重大意义；而合成气又是合成众多化工产品以及环境友好型清洁能源的重要原料。
以天然气和CO2为原料制备合成气，与其他方法相比较，在获得同量碳值的合成气情况下，不仅可以减少天然气消耗量50%，还有利于减排CO2。
目前利用二氧化碳和甲烷重整制备合成气的方法主要有三种：（1）利用催化剂催化重整制合成气；（2）利用等离子体技术重整CH4-CO2；（3）前两种方法的综合利用。
一、催化重整反应在催化剂的作用下，发生CH4与CO2重整的反应。
而其使用的催化剂则为重点研究对象。
（1）活性组分第ⅤⅢ族过渡金属除Os 外均具有重整活性,其中贵金属催化剂具有较高的活性和抗积炭性能，但贵金属具有资源有限、价格昂贵和需要回收的缺点，因此国内研究的大多为非贵金属催化剂，特别是负载型Ni基催化剂和Co基催化剂，或是Ni-Co双金属催化剂，且研究结果表明：双金属催化剂的催化活性和抗积碳性能更优越于单金属催化剂。
煤基合成气制甲烷工艺流程、技术及催化剂研究进展趋势分析宋孝勇【摘要】随着社会经济的发展，工业生产、日常生活对于天然气等能源类的需求越来越大。
提高煤制天然气的生产效率，有利于缓解我国能源需求量增大与生产效率过低之间的矛盾，符合国家发展“能源节约型”和“环境友好型”社会的战略目标。
煤制天然气是煤炭高效清洁利用的重要途径，甲烷化是煤制天然气的关键反应。
推行煤基合成气制甲烷工艺创新，可以显著提高甲烷工艺的制备效率。
针对甲烷化反应的特点，对催化剂使用技术进行优化。
本文根据煤基合成气制甲烷工艺的技术细节展开讨论，提出几点优化制备流程的可行性建议。
%As social economic develops, the requirement for natural gas was more and more in industry and daily life. Improving production efficiency of coal gas could eased the problems of requirements is much higher than production efficiency. Coal gas is the main path of efficient cleaning and utilization. Methanation isthe key reaction for coal gas. Innovation of methane technique by coal based gas can raise preparation efficiency. The cat-alyst use was optimized according to the characters of methane reaction. Some advices were given for optimizing the preparation process.【期刊名称】《化学工程师》【年(卷),期】2016(000)004【总页数】3页(P44-45,43)【关键词】制烷流程;催化剂;煤基合成;模拟研究【作者】宋孝勇【作者单位】盐城工学院，江苏盐城 224001【正文语种】中文【中图分类】TQ546.61.1 甲烷化工艺从煤基合成气制甲烷工艺的工艺流程来看，首先要对煤备料进行初期拣洗工作，将粗制煤炭中的杂质去除，然后在反应器中加入H2，使用加温设备将H2加热，等待产品混合气冷却之后，析出HCl，NH3和脱酸性气体H2S等，使用低温分离的方法将重质芳烃和轻质芳烃析出。
天然气一步法合成甲醇工艺研究进展摘要：通过对天然气转化的介绍，陈述了天然气一步法合成甲醇工艺的研究现状，比较四种合成工艺的特点，并对其未来的发展方向进行了展望。
关键词：天然气甲醇一步法一、引言21世纪被称为是天然气的时代，根据国际能源组织的预测2000年世界天然气消费量为2.5 ×1012m3，2010年为3.5 ×1012～4.0 ×1012m3，届时将在世界一次能源结构中占居第一位，如何利用好这种优质、高效、清洁的资源是当今面临的重要问题[1-3]。
天然气直接氧化转化为甲醇的研究一直受到人们的高度重视。
但是目前天然气化工应用的基本技术是经合成气制备液体燃料和高碳烃，这种间接转化流程存在工艺流程长、生产成本高等缺点。
直接部分氧化将大大降低投资和操作费用，所以甲烷直接氧化制甲醇一直都是一项十分具有吸引力的研究课题。
当前天然气一步法合成甲醇工艺主要有传统蒸气催化转化工艺、甲烷部分氧化工艺、甲烷自热转化工艺等。
二、天然气一步法合成甲醇工艺1.传统蒸气催化转化工艺[4，5]蒸气转化工艺（SMR）是天然气制合成气的典型工艺，是在催化剂存在及高温条件下，使甲烷与水蒸气反应，生成H2、CO等混和气，该反应是强吸热的，需要外界供热。
但以此法制得的合成气生产甲醇一个突出的弊病是氢过量。
天然气蒸气转化法制备甲醇原料气典型的有美国Kellogg法、丹麦Topsφe 法、英国帝国化学工业公司ICI等。
目前，此技术已相当成熟，有针对此法的各种节能型催化剂的研究，且不少已用于工业实践。
但是传统蒸气转化工艺存在如下问题[6]：①高水/碳比将使反应过程消耗更多的能量。
②高温操作带来热量传递问题，增大了转化炉管的热通量，这将使转化炉管的使用寿命缩短。
③虽然低压操作对反应有利，但却提高了整个装置的投资费用，同时增加了合成气压缩功耗。
2.甲烷部分氧化工艺从20世纪90年代以来，天然气部分氧化制合成气成为人们研究的热点。
甲烷催化部分氧化过程的热传递研究的开题报告题目：甲烷催化部分氧化过程的热传递研究一、研究背景甲烷是一种广泛应用于工业领域的重要燃料，其催化氧化过程是甲烷化学转化反应中的关键步骤。
在实际工业生产过程中，甲烷的催化部分氧化过程需要受热器进行加热，但过高的温度会对生产设备造成损害，同时也会降低甲烷转化率和选择性，因此需要对甲烷催化部分氧化过程中的热传递进行深入研究。
二、研究内容本研究的主要内容是探究在催化部分氧化过程中的热传递规律，研究对象为甲烷催化氧化反应的催化剂和反应器。
具体研究内容包括：1. 热传递机理的分析通过研究催化剂和反应器的热传递机理，确定热流转移方式和热传递路径，并探究不同条件下的热传递规律。
2. 热传递的模拟与计算利用数值模拟方法对催化剂和反应器的热传递过程进行模拟和计算，分析不同参数对热传递的影响，为进一步实验提供理论支持。
3. 实验研究通过实验验证数值模拟结果的可行性，并研究影响甲烷催化部分氧化过程中热传递的因素，如反应温度、反应压力、催化剂载体等。
三、研究意义本研究的意义在于：1. 深入了解甲烷催化部分氧化过程中的热传递规律，为优化反应条件和提高反应效率提供理论基础。
2. 提供一种基于数值模拟和实验验证相结合的研究方法，使研究更加准确和可靠。
3. 对于相关领域的工程应用具有重要实际意义。
四、研究计划1. 文献资料收集（1个月）对相关文献进行收集、阅读和归纳，了解国内外研究现状和热传递分析方法。
2. 热传递机理分析（2个月）对催化剂和反应器的热传递机理进行研究、分析和模拟，确定热传递方式和热传递路径。
3. 数值模拟计算（3个月）利用数值模拟方法对催化剂和反应器的热传递过程进行模拟和计算，分析不同参数对热传递的影响。
4. 实验研究（6个月）通过实验验证数值模拟结果的可行性，并研究影响甲烷催化部分氧化过程中热传递的因素，如反应温度、反应压力、催化剂载体等。
同时对数据进行分析和处理。
5. 论文撰写（2个月）根据研究结果进行论文撰写，并进行修改和优化。
甲烷还原氧化锌制取合成气和金属锌新技术
甲烷还原氧化锌制取合成气和金属锌是一项新技术，它可以同时制取
合成气和金属锌，具有高效、环保、节能等优点。
该技术的原理是将甲烷与氧化锌反应，生成合成气和金属锌。
具体反
应方程式为：CH4 + ZnO → CO + H2 + Zn。
该反应需要高温和高压条件下进行，反应温度一般在800-1000℃，反应压力在1-3MPa之间。
该技术的优点主要有以下几个方面：
首先，该技术可以同时制取合成气和金属锌，具有双重经济效益。
合
成气是一种重要的化工原料，可以用于合成各种化学品和燃料；金属
锌是一种重要的金属材料，广泛应用于冶金、建筑、电子等领域。
其次，该技术具有高效、环保、节能等优点。
反应过程中产生的CO
和H2可以用于合成各种化学品和燃料，具有很高的利用价值；同时，该技术不需要使用任何有毒有害物质，对环境没有污染；反应过程中
产生的热量可以回收利用，节能效果显著。
最后，该技术具有广泛的应用前景。
合成气和金属锌是两种重要的工
业原料，广泛应用于各个领域。
该技术可以为这些领域提供高质量的原料，具有很高的市场价值和社会价值。
总之，甲烷还原氧化锌制取合成气和金属锌是一项具有很高技术含量和广泛应用前景的新技术。
它可以为工业领域提供高质量的原料，具有很高的经济效益和社会效益。
我们有理由相信，在不久的将来，该技术将会得到广泛的应用和推广。
煤基合成气制甲烷工艺与催化剂研究进展宗弘元;余强;刘仲能【摘要】The production of synthetic natural gas( SNG)is an important route of the highly efficient and clean utilization of coal. The key reactionof coal to SNG is methanation,which is strong exothermic, reversible and reduced volume after the reaction. In order to get high methane yield,the measures of multistage adiabatic cycle to dilute CO and shift/purificationof syngas was adopted. The existing traditional process of methanationand their characteristics were summarized. On this basis,the methanation processes were compared,and the development of novel sulfur-tolerant methanation process for coal to SNG was proposed and discussed. The hydrothermal stability of conventional Mo-based sulfur-tolerant methanation catalysts needs to be improved because of low space velocity and conversion of raw materials. The future research trend of coal to SNGis the development of multistage sulfur-tolerant methanation processes and their corresponding catalysts with high performance.%煤制天然气是煤炭高效清洁利用的重要途径，甲烷化是煤制天然气的关键反应，具有强放热、可逆和体积缩小的特点。
论文目录摘要 (1)关键词 (1)1甲烷在合成领域的应用 (1)1.1甲烷的直接氧化制合成气 (1)1.2甲烷催化裂解制氢 (2)1.3甲烷部分氧化制合成气 (2)1.4甲烷/CO2重整反应 (3)1.5甲烷水蒸气转化 (3)1.6甲烷自热重整技术 (4)2甲烷在其它领域的应用 (5)2.1 甲烷探测仪的开发利用 (5)2.2 甲烷工艺在工业上的应用 (5)2.3甲烷传感器研究进展 (5)3甲烷的研究发展展望 (6)4 致谢.........................................................................错误!未定义书签。
参考文献 (6)Application Research Progress Of Methane (7)字数统计（7721字）甲烷的应用研究进展摘要：本文简单介绍了我国天然气资源状况，系统阐述了近些年来其在合成及其它领域的应用研究，主要包括甲烷的直接转化制合成气，催化裂解制氢，部分氧化制合成气，与CO2重整反应，水蒸气转化和自热重整技术；甲烷探测器的研究利用。
最后，提出了对甲烷应用研究的展望。
关键词：甲烷转化应用进展甲烷在自然界分布很广，是天然气、沼气、油田气及煤矿坑道气的主要成分，但含量分布不均，根据我国第二轮油气资源调查评论结果，我国152个沉积盆地和地区的常规天然气资源量(不包括溶解气)为380400亿m3，其中陆上大约占78.60％，海上21.40％。
我国天然气资源总量约占世界天然气资源总量的10％[1]，贮藏量占世界第17位，它集中分布在我国中部、西部和海域，埋深超过3500m和自然地理环境恶劣的黄土高原、山地和沙漠的天然气超过了总量的59％[2]。
天然气的主要成分是甲烷，是人们生活中的主要燃料，其实甲烷的应用远不止简单的燃烧，它在很多领域都发挥着重要作用，因此对于甲烷应用的研究有着重大意义。
1甲烷在合成领域的应用甲烷的转化和利用包括以甲烷为原料合成燃料和基础化学品的一切过程，从已有的天然气化工利用技术来看，甲烷的转化包括直接转化和间接转化[3]。
煤制天然气甲烷化催化剂及机理的研究进展煤制天然气是一种重要的清洁能源，可以利用富余的煤炭资源，减少了对石油的依赖，同时也减少了对环境的污染。
煤制天然气的制备过程中，甲烷的合成是关键步骤之一，催化剂在该过程中发挥着重要的作用。
相对于其他合成气合成甲烷方法，煤制天然气甲烷化的反应条件温和，成本较低，因此备受关注。
本文将介绍煤制天然气甲烷化催化剂及机理的研究进展。
1. 催化剂种类（1）镍基催化剂镍基催化剂是煤制天然气甲烷化反应中常用的一种催化剂。
其中，加入了钾和铜等掺杂改性的镍基催化剂具有更高的活性和稳定性，其主要机理是镍与CO2在催化剂表面形成的活性中间体经过穿越吸附态烷基化开环后再脱附得到甲烷。
此外，钠基、铁基、钴基和镉基催化剂等也被广泛研究。
（3）贵金属催化剂贵金属催化剂主要包括铑、铱和铂等。
研究表明，这些催化剂的催化活性与CO2的吸附能力有关，CO2的吸附能力越强，其反应活性就越高。
此外，添加硫和氯等掺杂改性剂也能够促进甲烷的合成。
2. 机理研究煤制天然气甲烷化反应机理主要包括五种途径：（1）CO2还原反应途径：CO2被还原为CO，随后与H2发生Fischer-Tropsch合成反应并生成甲烷。
（3）水煤气变换反应途径：CO和H2在催化剂的作用下生成甲烷的同时，也会生成一部分CO2和H2O。
（4）气相氢甲酸反应途径：该反应是由低碳酸性离子催化的，碳酸盐型离子可通过CO2和H2O气相反应生成。
（5）单分子路途径：催化剂表面上的吸附态CH3产生甲烷。
总之，煤制天然气甲烷化反应过程中，催化剂不仅仅是作为反应物中心，还扮演着催化剂表面反应活性中心的角色。
催化剂的有效改性和研究对于提高甲烷的产率和选择性具有重要意义。
甲烷氧化偶联反应的研究现状化工07‐3班 马晓东 06072660摘要 介绍了甲烷氧化偶联反应的研究现状，包括直接利用甲烷氧化偶联反应产物中的稀乙烯制丙醛、环氧乙烷、乙苯及燃料油的工艺过程，并对各过程作了简单评述。
关键词 甲烷 天然气 氧化偶联反应 催化剂引言作为天然气有效转化的途径之一，甲烷氧化偶联反应(OCM)在过去的十几年里受到了世界各国催化科学家的重视，自1982年美国UCC的Keller和Bhasin发 表第一篇开创性的报告以来，迄今为止，无论是在催化剂制备、基础研究，还是反应工艺等方面都有大量的论文或专利报道。
美国UCC公司、ARCO公司、澳大利亚CRISO公司等都在致力于该项目的研究与开发工作。
甲烷氧化偶联是一个复杂的表面‐气相反应，由于产生的C2产物比CH4容易深度氧化，因而限制了C2烃的单程收率和选择性的进一步提高，目前所达到的最佳结果为，C2烃单程收率一般不超过20% ，选择性在80 %左右，烯烷比1～4：1，产物中乙烯的浓度不超过10vol %，大量未转化的甲烷必须循环使用。
随着甲烷氧化偶联研究的不断深入，如何利用产物中的稀乙烯已成为世界各国研究者们关心的一个现实问题。
如果采用现行的深冷分离法(cryogenic separation)分离乙烯，其设备投资和操作费用都十分昂贵，在技术和经济上很难与传统的石油蒸汽裂解制乙烯的工艺过程相竞争。
如果在不经分离的条件下，直接将甲烷氧化偶联产物中的稀乙烯转化为价值较高且易分离的化工产品，不仅可以避免昂贵的深冷分离过程，而且可以使乙烯增值。
基于上述思想，英国Oxford大学的Green研究小组，开展了常压下甲烷制丙醛的研究 ；中科院兰州化物所沈师孔研究组开展了直接利用甲烷氧化偶联反应产物中稀乙烯制环氧乙烷的研究；大连化物所选择了利用稀乙烯制乙苯的工艺路线。
本文主要介绍甲烷氧化偶联反应的一些工艺路线。
1 甲烷氧化偶联反应制环氧乙烷(E0)甲烷氧化偶联是一个产物较为复杂的反应，从目前研究结果来看，产物中C 烃总收率不超过25％， 一般为20% ， 烯烷比约为l‐2，其余是未反应的CH4。
