甲烷化催化剂及反应机理的研究进展

香承志

【摘  要】本文重点介绍了甲烷化催化剂中活性组分、载体、助剂的种类及催化剂制备方法、条件对其催化性能的影响;分析了甲烷化催化剂失活的原因及甲烷化反应的机理，指出床层飞温和积碳是造成催化剂失活的主要因素，必须从甲烷化催化剂和工艺技术两方面予以改进;并对甲烷化催化剂研究进行了展望，提出高比表面复合载体的研制、稀土元素的添加、新型耐硫、高热稳定性甲烷化催化剂的开发及流化床甲烷化工艺技术的改进是甲烷化研究的主要方向.

【关键词】甲烷化;催化剂;反应机理

1 甲烷化工艺研究现状

甲烷化反应的一个重要工业应用是合成氨、燃 料电池等富氢气体中痕量 CO 的脱除，但更加引 人关注的应用是煤/生物质气化甲烷化制天然气工艺。煤制天然气工艺大致包括煤气化、合成氣 变换、净化和甲烷化等。首先煤气化 使煤颗粒与水蒸气和氧气在高温下反应得到粗合成 气，主要成分包括 H2、CO、CO2、H2O、CH4 和少 量碳氢化合物，含 S、Cl 杂质，其组分含量与气化 工艺条件、反应器类型、气化剂等密切相关;由于 粗合成气中焦油、含 S/Cl 等微量杂质气体对后续的 反应器甲烷化催化剂有损害，需要经过气体净化装 置处理;净化处理后的气体经水煤气变换反应调整 H2和 CO 比例为 3 左右;进入甲烷化反应装置和提 纯装置得到甲烷（>95%）。

2甲烷化催化剂助剂制备条件对性能的影响

对催化剂活性制备条件造成影响包括负载方式、焙烧温度与承载量等等。负……