專利名稱：：甲烷與二氧化碳重整制合成氣的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種甲垸與二氧化碳重整制合成氣的方法。
背景技術(shù)：
：甲烷和二氧化碳重整制合成氣，利用甲烷和二氧化碳這兩種溫室氣體，所制取的合成氣中氫氣一氧化碳比為1，可直接作為羰基合成和費(fèi)托合成的原料。而且，由于該反應(yīng)的強(qiáng)吸熱性使得該反應(yīng)在化學(xué)儲(chǔ)能方面有著廣闊的應(yīng)用前景。因而該反應(yīng)在有效利用天然氣，減輕溫室氣體效應(yīng)以及減緩能源危機(jī)等方面有著極其重大的現(xiàn)實(shí)意義[天然氣化工，第27巻，第5期，第12頁]。在目前甲垸與二氧化碳重整反應(yīng)研究的領(lǐng)域中，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)鎳基催化劑有著與貴金屬催化劑相似的催化活性，而且鎳基催化劑相對(duì)于貴金屬催化劑有著價(jià)格上的優(yōu)勢(shì)，因而鎳基催化劑是最有工業(yè)化前景的催化劑。但是鎳基催化劑容易積炭從而導(dǎo)致活性下降和床層堵塞[催化學(xué)報(bào)，第18巻，第5期，第364頁]，而且當(dāng)前的研究通常為了獲得較高的活性和穩(wěn)定性，空速一般選在10000mlh—1g—1以下[燃料化學(xué)學(xué)報(bào)，第34巻，第4期，第444頁]，這不利于以后的工業(yè)應(yīng)用研究，所以研究鎳基催化劑在較大空速下獲得優(yōu)良的催化性能對(duì)將來工業(yè)化生產(chǎn)有著重要的意義。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種甲烷與二氧化碳重整制合成氣的方法。一種甲烷與二氧化碳重整制合成氣的方法，其特征在于該方法采用的催化劑的活性組分為NiO，載體由Ti02以及Si02組成，在常壓，反應(yīng)溫度為700850°C，空速1800072000mlh—1g"的操作條件下，在固定床反應(yīng)器中進(jìn)行重整反應(yīng)。本發(fā)明所述的催化劑，活性組分NiO占催化劑總質(zhì)量的520%。本發(fā)明所述的催化劑，載體中TiO2與SiO2質(zhì)量比為0.432.33:1。本發(fā)明的催化劑采用溶膠凝膠結(jié)合浸漬法制備，具體是將硝酸鎳配成乙醇和水的混合溶液，將正硅酸乙酯及鈦酸正丁酯混合到上述溶液中，回流，然后烘干，焙燒得該催化劑。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)(1)較高空速下，甲烷和二氧化碳的轉(zhuǎn)化率最高分別可達(dá)到88%和97%以上，H2和CO的收率最高可分別達(dá)到85%和93%以上；(2)該方法的催化劑具有很高的催化穩(wěn)定性，連續(xù)反應(yīng)30小時(shí)沒有明顯的失活；(3)使用過的催化劑可由消炭作用重復(fù)使用。具體實(shí)施例方式實(shí)施例1:將1.13克硝酸鎳溶于4.83毫升水和6.00毫升無水乙醇的混合溶液中，攪拌。待混合均勻后，用稀鹽酸調(diào)pH值為2，隨后加入3.78毫升正硅酸乙酯，然后常溫?cái)嚢?小時(shí)。接著滴入4.35毫升鈦酸正丁酯和6毫升無水乙醇的混合溶液，常溫?cái)嚢?小時(shí)，隨后9(TC回流18小時(shí)。最后經(jīng)12(TC干燥，700°C空氣氣氛下焙燒5小時(shí)，即得到成品催化劑。取0.1克26-46目該催化劑置于直徑6毫米的石英反應(yīng)管中，通入1:1的甲烷和二氧化碳，其空速為36000mlh"g—1，反應(yīng)溫度為70(TC，在常壓下反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表1。實(shí)施例2-8通過表1描述表l<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>61018502001800089.497.285.593.31017001001,064.674.759.669.781017001007200052.962.548.157.7實(shí)施例9-11實(shí)驗(yàn)條件為催化劑(NiO含量為10%，1102與Si02的質(zhì)量比為1)，200mg，空速18000mlh"g"，850°C。通過表2描述。表2實(shí)施例時(shí)間CH4轉(zhuǎn)化率C02轉(zhuǎn)化率H2收率co收率(x)(小時(shí))(%)(%)(%)9189.497.285.593.3101090.097.985.293.5113088.097.583.492.8權(quán)利要求1、一種甲烷與二氧化碳重整制合成氣的方法，其特征在于該方法采用的催化劑的活性組分為NiO，載體由TiO2以及SiO2組成，在常壓，反應(yīng)溫度為700～850℃，空速18000～72000mlh-1g-1的操作條件下，在固定床反應(yīng)器中進(jìn)行重整反應(yīng)。2、如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于活性組分NiO占催化劑總質(zhì)量的520%。3、如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于載體中TiCb與Si02質(zhì)量比為0.432.33:1。全文摘要本發(fā)明公開了一種甲烷與二氧化碳重整制合成氣的方法。本發(fā)明采用的催化劑的活性組分為NiO，載體由TiO<sub>2</sub>以及SiO<sub>2</sub>組成，在常壓，反應(yīng)溫度為700～850℃，空速18000～72000mlh<sup>-1</sup>g<sup>-1</sup>的操作條件下，在固定床反應(yīng)器中進(jìn)行重整反應(yīng)。甲烷和二氧化碳的最高轉(zhuǎn)化率分別可達(dá)到88％和97％以上，H<sub>2</sub>和CO的收率最高可分別達(dá)到85％和93％以上，并且穩(wěn)定30小時(shí)不發(fā)生明顯失活。文檔編號(hào)C01B3/40GK101456536SQ20071030596公開日2009年6月17日申請(qǐng)日期2007年12月13日優(yōu)先權(quán)日2007年12月13日發(fā)明者張三兵,王曉來申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所