甲烷部分氧化

摘要： ZSM-5分子筛封装金属催化剂被广泛应用于催化反应中,提高催化剂中活性金属的分散度和稳定性对改善其催化性能具有重要意义。在水热合成过程中加入不同质量的铝源,制备了3种不同n(Al)/n(Pt)的Pt@ZSM-5(x)催化剂来研究载体中Al对金属Pt分散度和稳定性的影响。结果表明,ZSM-5中Al对封装金属的分散度几乎没有影响。n(Al)/n(Pt)=5的Pt@ZSM-5(5)催化剂中金属稳定性最高,并且在常压700°C、GHSV=10800 mL/(g·h)条件下催化甲烷部分氧化(POM)反应80 h后,CH_(4)转化率仍在68.0%以上。催化剂合适的n(Al)/n(Pt)可以提高金属的稳定性,并在催化POM中具有更好的抗积炭能力和产物选择性。

摘要： 以三聚氰氨(CHN)为N源,制得N掺杂HZSM-5分子筛(N-HZSM-5)。以Pt为活性组分,N-HZSM-5为载体,采用等体积浸渍法制备了一系列N掺杂Pt/HZSM-5催化剂,并探究了催化剂对甲烷部分氧化(POM)反应的催化性能。结果表明,将Pt负载到N-HZSM-5分子筛时形成的Pt-N物种,有助于增强活性组分Pt与载体之间的作用力,改善Pt颗粒的分散性,明显提升催化剂对POM反应的催化性能。其中,当m(C_(3)H_(6)N_(6))/m(HZSM-5)为1/2时,催化剂中的Pt-N物种含量(质量分数)最高,活性组分Pt与载体之间的作用力最强,Pt颗粒粒径最小,催化性能提升最显著,CH初始转化率提高了15%,CO选择性提高了18%,H选择性提高了5%。

摘要： 甲烷部分氧化制合成气具有能耗低、甲烷转化率和合成气选择性高等特点.反应过程中催化剂的活性及稳定性是决定反应的关键因素.传统颗粒催化剂易失活、机械强度低,难以满足反应要求,因此规整结构载体的整体式催化剂成为目前的研究重点.通过对比整体式催化剂与传统颗粒催化剂的性能,论述了整体式催化剂的结构、组成和催化活性等.介绍了不同活性组分的整体式催化剂的特点及应用,为整体式催化剂在甲烷部分氧化制合成气的工业化应用提供理论基础和发展方向.

摘要： 已有研究证明了 Cu-MAZ分子筛催化甲烷部分氧化的优异性且实验表征得出其活性结构含有三核铜结构.为进一步提高部分氧化活性,采用MAZ分子筛作为载体体系,用于[Cu_(3)(μ-O)_(3)]^(2+)结构,分别掺杂Pd、Pt、Fe、Co、Ni、Au和Ag,构建[Cu_(2)MO_(3)]^(2+)异金属活性位.通过密度泛函理论(DFT)研究不同金属对Cu-MAZ催化甲烷部分氧化反应的能量变化和反应活性的影响,并分析了活性位、反应中间体、过渡态等结构的几何和电子结构性质,根据以上结果进一步得到描述符.

摘要： 以不同Ni和Ce的化合物为前驱体、商品SiO2为载体,采用浸渍法制备了一系列Ni/SiO2、CeO2/SiO2和Ni-CeO2/SiO2催化剂,对CeO2在SiO2载体上的分散情况进行了表征,在此基础上进一步探究了不同前驱体制备的CeO2/SiO2对Ni物种的稳定情况以及Ni-CeO2/SiO2催化剂的甲烷部分氧化(POM)制合成气的反应性能.研究发现:以Ce(NO3)3或Ce(NO3)3添加柠檬酸制备的CeO2/SiO2催化剂的氢气程序升温还原(H2-TPR)谱图中均同时出现了表面CeO2和体相CeO2物种的还原峰,而以Ce(CH3COO)3制备的CeO2/SiO2催化剂上则主要含表面CeO2物种.不同前驱体制备的1％ Ni/SiO2 (1％为质量分数,下同)催化剂的POM反应稳定性均较差.向1％ Ni/SiO2中添加CeO2后,以硝酸盐或硝酸盐添加柠檬酸制备的1％ Ni-10％ CeO2/SiO2催化剂的POM反应稳定性均显著改善,且Ni物种的还原峰温均有所提高,说明相关催化剂上的CeO2与Ni物种之间存在较强的相互作用,可以较好地稳定催化剂上的Ni物种,防止其在反应条件下烧结.向以乙酸盐为前驱体制备的Ni/SiO2中添加CeO2后,1％ Ni-10％ CeO2/SiO2催化剂的POM反应稳定性有所下降,其原因可能是该催化剂上的CeO2与Ni物种之间的相互作用较弱,不利于稳定Ni物种.

摘要： 采用N-(2-氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷(TPE)作为配体,通过水热合成法将Ni金属原位封装在ZSM-5沸石中的催化剂Ni@ZSM-5,并考察了镍引入量和晶化温度对催化剂的甲烷部分氧化(POM)催化性能的影响.结果表明:两段晶化法制备的ZSM-5结晶度更高,有更规整的孔道结构;Ni@ZSM-5中金属颗粒分散较为均匀,载体孔道限制作用能有效抑制金属晶粒的长大,催化剂更加稳定;相比浸渍法制备的Ni/ZSM-5催化剂,原位合成的Ni@ZSM-5催化剂具有更高的POM反应性能,甲烷转化率达95％.

摘要： 为解决煤化工过程资源利用率低和碳排放高的问题,有研究者提出以天然气、焦炉气、页岩气等富氢资源和煤炭资源联供方案,旨在实现源头碳减排.文章指出依据联供过程技术的差异,较有代表性的方案可分为集成甲烷部分氧化和集成甲烷干/水蒸气重整的气煤联供过程.文章以生产甲醇为例,从资源利用和经济效益等方面对集成甲烷部分氧化和集成甲烷干/水蒸气重整的气煤联供过程进行分析和比较.集成甲烷部分氧化的工艺碳元素利用率达到57.9％,每吨甲醇排放CO2为1.50t,较传统煤制甲醇工艺排放减少37.5％.甲醇产品成本稍低于传统工艺.集成甲烷干/水蒸气重整工艺的碳元素利用率最高,达到83.7％.减排效果最明显,每吨甲醇排放CO2为0.90t,较传统工艺排放减少62.5％,但是由于CO2转化增加能耗,甲醇产品成本有所提升.由于气煤联供过程有利于CO2减排,当碳税高于65CNY/tCO2时,两个气煤联供工艺的生产成本低于传统的煤制甲醇工艺.

摘要： 甲烷部分氧化制合成气反应(POM)是天然气、页岩气资源利用的重要途径之一,常用的Ni/SiO2催化剂在反应中易发生表面积炭而失活.为了解决这一问题,我们采用尿素沉淀法制备W修饰的Ni基催化剂,并考察其在POM反应中的稳定性和W的作用.结果 表明,催化剂中适量W的存在可显著改善其POM反应稳定性.其原因为Ni-W作用修饰了Ni的化学态或其亲氧能力,从而改善了其表面抗积炭能力.此外,反应中催化剂表面形成的α-WC具有一定的抑制表面积炭形成的能力,且该α-WC具有良好的稳定性.

摘要： A three-dimensional ordered macroporous LaNiO3perovskite catalyst was prepared by using polymethyl methacrylate (PMMA) colloidal crystal as template. The prepared catalyst was characterized by XRD, TPR, BET and TG, and its catalytic performance for partial oxidation of methane to syngas (POM) was investigated in a fixed bed reactor. The results showed that compared with the LaNiO3prepared with citric acid as template, the three-dimensional ordered macroporous LaNiO3perovskite catalyst had higner activity, reaching a methane conversion of 87% under atmospheric pressure, 800°C and GHSV of 21.6L/(g·h), and exhibiting excellent anti-coking ability.%以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)胶体晶体为模板合成三维立体有序大孔LaNiO3钙钛矿催化剂,采用XRD、TPR、BET、TG进行表征,并在固定床反应器中评价其催化甲烷部分氧化制合成气的反应性能.结果表明:在常压、空速21.6L/(g·h)下,三维立体有序大孔LaNiO3钙钛矿催化剂的催化活性高于柠檬酸法制备的催化剂,在800°C转化率达到87%,且该催化剂表现出优异的抗积炭性能.

摘要： 本文研究了空气载气下磁旋滑动弧的物理特性,并开展了甲烷部分氧化重整制氢实验.结果表明,空气流量分别为2L/min、8L/min、16L/min 时电弧均可稳定旋转,转速最高为111rps,且存在固定放电周期;电弧长度和直径对放电电压、电流、功率、电流密度、电场强度和电导率等参数有着直接影响;CH4转化率和H2 选择性均随过量空气系数的增加先升后降,CH4转化率最高可达100％,H2选择性最高为42.42％.

摘要： 采用共沉淀法制备Ni-ZrO2和Ni-Ce-ZrO2催化剂,并用BET、XRD和TPR技术对催化剂进行了表征。rn 研究了催化剂在煤层甲烷部分氧化与CO2耦合重整制合成气反应中的催化性能;考察了反应温度和原料气组成对反应的影响。实验结果表明,Ni-Ce-ZrO2催化剂在反应温度800°C、常压、空速52200 mL·b-1·g-1、CH4/CO2/O2/N2=1/0.8/0.2/0.8的条件下,CH4转化率为92%,CO2转化率为82%,生成合成气n(H2)(CO)=1,在100小时试验中催化剂的稳定性良好。

摘要： 采用水热法制备了ZrO2载体，采用浸渍法制备了Ni/ZrO2催化剂。作为对比，采用Ni和Zr共水热的方法制备了Ni-ZrO2催化剂。使用低温氮气吸附、X射线衍射以及透射电镜等表征了催化剂的性质。在流动式固定床常压反应器中评价催化剂在甲烷部分氧化制合成气反应中的催化性能。考察了水热条件(碱浓度、水热温度等)对ZrO2的形貌以及对Ni/ZrO2催化剂性能的影响。浸渍法制备的Ni/ZrO2与共水热法制备的Ni-ZrO2催化剂在甲烷部分氧化中均表现出良好的活性和稳定性。

摘要： 有关金属催化剂上甲烷部分氧化(POM)制合成气反应的振荡现象已有许多报道，涉及的金属主要集中在Ni, Pd, Co, Rh等体系上。在近期的研究中我们发现，类似的振荡现象也可能出现在负载型Ru催化剂上。对振荡现象的研究不仅有助于深入了解相关反应的机理，对高性能催化剂的设计和研制也具有指导意义。本文首先采用TPSR-MS和原位IR等实验技术对Ru/Si02和Ru/Al2O3上的POM反应进行了跟踪，在此基础上采用H2-TPR, XRD和原位Raman等实验技术对相关催化剂上的Ru物种及其在POM反应条件下的状态进行了表征，以期探明负载型Ru催化剂上POM反应振荡现象产生的本质。

摘要： 以共沉淀法成功合成了四元类水滑石Ni/Mg/Al/La-HTL，经1073K焙烧后的复合氧化物在甲烷部分氧化(POM)反应中催化性能优越，适量的助剂La2O3使催化剂的活性和稳定性进一步提高。XRD，BET、TG-DTA、SEM等测试方法对催化剂结构和性能的研究结果表明，La2O3促进了Ni在载体表面的分散，抑制了活性组分烧结，提高了催化剂的抗积炭能力。

摘要： 介绍了SiC和Si3N4负载的Ni基催化剂在甲烷部分氧化方面的研究进展．研究表明，具有高导热、抗氧化和热稳定性能的SiC和Si3N4是甲烷部分氧化制合成气反应催化剂的理想载体．Ni/Sic在甲烷部分氧化反应中稳定性好．活性高、抗积炭性能强;而直接以具有优良机械强度和分级孔结构的生物形态SiC颗粒为催化剂载体，可以有效降低催化剂的传质阻力，通过Al2O3对其表面改性还可以有效地抑制活性组分的流失，提高催化剂的活性．以具有碱性表面的Si3N4为载体，进一步降低了催化剂的积炭量，提高了催化剂的稳定性。

摘要： 甲烷部分氧化(POM)制CO和H2作为合成气化学的“龙头”反应，其重要性和应用前景引人注目。Rh/Al2O3因具有良好活性和抗积碳性能，是人们研究最多的POM催化剂之一。在前期的研究工作中，采用程序升温表面反应技术对600 °C和900°C焙烧的Rh/Al2O3上的POM反应进行了研究，发现在900°C焙烧的催化剂(记为Rh/Al2O3-900)上POM反应出现了振荡现象，初步实验结果表明振荡现象可能与Rh物种与载体之间的相互作用有关。在本研究中，首先对600°C和800°C预还原的Rh/Al2O3-900催化剂的POM反应行为进行了比较考察。在此基础上采用质谱技术在600°C-850°C温度范围内对有关催化剂上POM反应的振荡行为进行了跟踪，并采用程序升温还原(H2-TPR)技术对Rh/Al2O3进行了考察，以求探明产生振荡现象的原因。

摘要： 甲烷部分氧化(POM)制取合成气是天然气利用最具前景的途径之一,日益受到科研工作者的重视[1].由于甲烷分子化学惰性很强,甲烷部分氧化反应只有在高温下才能获得高产率的合成气,而高温放热反应对催化剂是一个严峻的挑战.在甲烷部分氧化催化剂中,镍基氧化铝催化剂研究得最为广泛.但是催化剂在使用过程中,活性组分镍易与载体氧化铝反应生成难以还原的非活性物质,而且载体容易发生相变[2,3].SiC具有优良的导电导热能力,且具有很好的化学惰性和热稳定性[4].本工作中采用高比表面积SiC作为POM反应的催化剂载体,Ni作为活性组分,实验发现10％Ni/SiC具有良好的催化活性和再生性能[5].通过甲烷部分氧化在800°C下100小时的实验,发现镍基碳化硅催化剂比镍基氧化铝催化剂稳定.本文对此进行了介绍.

摘要： 采用等体积浸渍法制备了Ni/Al2O3、Ni/ZrO2和Ni/CeO2催化剂,考察了其在CH4部分氧化制备合成气反应中的催化性能,并通过程序升温氧化对使用后催化剂进行了表征.结果发现,不同载体的Ni催化剂反应活性有较大的差异,Ni/Al2O3催化剂具有最高的初始反应活性,但极易失活;Ni/CeO2催化剂由于CeO2具备的储放氧能力,能有效抑制积炭的生成,因而具备较高的反应活性和反应稳定性.

摘要： 本文采用原位Rbmall光谱技术在室温至750°C范围内对反应气氛下的Ru/SiO2、Ru/Al2O3、Rh/SiO2、Ir/SiO2和Pt/Al2O3等催化剂床层前部贵金属组分的化学态以及由甲烷解离所生成的碳物种进行了表征，以期为探明有关催化剂上POM反应的机理提供信息。

摘要： 本发明提供了一种甲烷非催化部分氧化与甲烷蒸汽转化联产合成气的方法，甲烷蒸汽转化预热过程利用甲烷非催化部分氧化反应中产生的热量，生产第一合成气后，与甲烷非催化部分氧化反应生产的第二合成气，进行混合；应用本发明的有益效果：采用本方法能够利用气化过程中的热量，减少热损。消除管式炉因燃烧天然气而产生的二氧化碳排放，真正做到低碳生产。可减少甲烷蒸汽转化系统中换热器，降低甲烷蒸汽转化系统的投资成本，利用本方法进行甲烷转化合成气联产，能够做到节能、降耗、减排、降低成本，具有一定的经济价值。

摘要： 本发明涉及在不存在溶剂如硫酸或发烟硫酸时甲醇的选择性部分氧化。

摘要： 本发明提供了一种甲烷非催化部分氧化与甲烷蒸汽转化联产合成气的方法，甲烷蒸汽转化预热过程利用甲烷非催化部分氧化反应中产生的热量，生产第一合成气后，与甲烷非催化部分氧化反应生产的第二合成气，进行混合；应用本发明的有益效果：采用本方法能够利用气化过程中的热量，减少热损。消除管式炉因燃烧天然气而产生的二氧化碳排放，真正做到低碳生产。可减少甲烷蒸汽转化系统中换热器，降低甲烷蒸汽转化系统的投资成本，利用本方法进行甲烷转化合成气联产，能够做到节能、降耗、减排、降低成本，具有一定的经济价值。

摘要： 本发明涉及在不存在溶剂如硫酸或发烟硫酸时甲醇的选择性部分氧化。

摘要： 本发明属于载氧体领域，公开了一种新型载氧体的设计和实验方法，用于甲烷化学链部分氧化制合成气。该载氧体为硫酸基金属载氧体，金属离子为稀有金属亚铈离子。本发明设计的硫酸亚铈载氧体具有较高的晶格氧含量和甲烷转化率，且对目标产物H

摘要： 本实用新型提供了一种甲烷非催化部分氧化与甲烷蒸汽转化联产合成气系统，包括甲烷换热器（1）、脱硫槽（2）、气化炉（3）、废锅（4）、气体换热式转化器（5）和富氧转化器（6），其中所述甲烷换热器（1）依次与脱硫槽（2）、气化炉（3）、废锅（4）连接，所述废锅（4）的气出口依次与气化炉（3）、气体换热式转化器（5）、富氧转化器（6）连接；应用本实用新型，能够利用气化过程中的热量，减少热损，消除管式炉因燃烧天然气而产生的二氧化碳排放，真正做到低碳生产；减少甲烷蒸汽转化系统中换热器，降低甲烷蒸汽转化系统的投资成本，利用本系统进行甲烷转化合成气联产，能够做到节能、降耗、减排、降低成本，具有一定的经济价值。

摘要： 本发明属于载氧体技术领域，公开了一种化学链甲烷部分氧化载氧体及其制备方法和应用，该载氧体以Fe和Co元素对LaMnO3进行B位掺杂得到，通式为LaMn1‑x‑yFexCoyO3，0＜x＜1，0＜y＜1；其采用溶胶凝胶法制备：首先以硝酸镧、硝酸钴、硝酸铁、硝酸锰为前驱体，与柠檬酸配成溶液；然后通过蒸发使透明的溶胶转变成粘稠的凝胶；经过老化、焙烧，制得目标产物。本发明的载氧体离子和电子均有较高的传导能力，具有较好的热稳定性、抗烧结的能力以及良好的供氧能力，活性高、积碳量少，储氧‑释氧能力强，使甲烷部分氧化制合成气反应速率加快，可以在较大空速条件下进行，获得高的甲烷转化率。

摘要： 一种甲烷二氧化碳重整及甲烷部分氧化耦合反应流化床制合成气的催化剂，在碱土金属钙、锶和钡改性的微球硅胶上负载镍金属组成双金属催化剂，组分含量为镍含量为1－10％，碱土金属钙、锶、钡单组分含量为1－20％，余量为SiO

摘要： 一种用于甲烷部分氧化反应的介孔三氧化二铝镍基催化剂制备方法，属于天然气化工和煤化工技术领域。其特征在于是一种以廉价的铝源为原料，使用常见表面活性剂，通过溶胶凝胶法一步合成出具有较大比表面积、孔分布均匀的用于甲烷部分氧化的介孔三氧化二铝镍基催化剂的制备方法，该方法以溶胶凝胶法一步制备出负载活性组分镍的介孔三氧化二铝催化剂，该催化剂具有较大比表面积和均一孔分布。该催化剂制备方法简单，对于甲烷部分氧化反应具有较高催化活性。

摘要： 本发明提供一种钙钛矿负载钴高效催化剂、制备方法以及甲烷部分氧化制备甲醇的方法。通过选用暴露(110)晶面截十二面体的钛酸锶载体，控制Co纳米颗粒粒径在一定范围，制备出Co纳米颗粒均匀分散的催化剂，并利用Co纳米颗粒以及与载体界面位点的协同作用，在光热条件下高效催化甲烷部分氧化制备甲醇。