一种天然气直裂解制备H2与CNTs的催化渗透性一体化膜反应器及应用

摘要

本发明公开了一种天然气直裂解制备H2与CNTs的催化渗透性一体化膜反应器及应用，该膜反应器是由含5~10%（w/w）金属钯分散在多孔的γ‑三氧化二铝（γ‑Al2O3）陶瓷圆管为催化膜层支撑体，含活性组分镍10~20%与钴20~40%、含助催化组分镧1~10%及增强剂钾1~5%嵌入于经预处理的碳纳米管（CNTs）中且涂覆于氧化铝陶瓷圆管内壁的膜厚度为10nm~1μm、膜孔径为0.20~10nm所构成的无机碳纳米膜，以及诸如连接件、密封件、夹套等组件所组成，形成一种同时具备催化活性与分离选择性为一体的催化渗透性膜反应器，进料气进入膜反应器，在温度450~700℃、压力1.2~3.8MPa下进行甲烷热裂解催化反应，生成的富氢气为粗氢产品或进入变压吸附精制提氢得到纯度99.99%（v/v）以上的H2产品，生成的CNTs经吹扫及后续加工得到产品。