高温氧渗透膜反应器中的甲烷部分氧化制合成气

【摘要】：采用固相反应法合成了Cu掺杂的高温氧渗透膜材料,并用于甲烷部分氧化制合成气反应过程。探讨了钙钛矿基体氧化物、离子掺杂以及膜片烧结温度等对材料透氧性能的影响,并考察了膜催化反应器内的甲烷部分氧化反应情况。结果表明,在4种复合氧化物基体中掺杂Cu得到的透氧量的大小顺序为:SrFe(Cu)O3-δBaTi(Cu)O3-δSrTi(Cu)O3-δLaFe(Cu)O3-δ。SrFe(Cu)O3-δ系列材料显示了很高的透氧能力,透氧量随Cu含量的增加而增大,继续掺杂Ti可以提高稳定性,但是透氧量会随Ti含量的增加而降低。Cu和Ti对SrFeO3-δ基体共掺杂能够制得具有高透氧量和稳定性的透氧膜。在SrFe0.6Cu0.3Ti0.1O3-δ膜催化反应器内,850℃时,甲烷转化率达到85%以上,一氧化碳选择性在90%以上,膜片透氧量达到5mL/(min.cm2)。 【作者单位】： 华南理工大学化工与能源学院 华南理工大学化工与能源学院 华南理工大学化工与能源学院
【关键词】： 膜分离 钙钛矿 反应器 甲烷 部分氧化 合成气 转化率 选择性 铜 钛
【基金】：广东省自然科学基金项目(编号:030514) 广东省科技计划项目(编号:2004B33401006)研究成果
【分类号】：TE665.3
【正文快照】： 目前,天然气的化工利用主要是通过间接转化,即先由天然气转化成合成气,再由合成气生产下游产品。甲烷部分氧化制合成气工艺以其能耗低、反应速度快、条件温和等优点得到了人们的广泛关注[1-2]。近年来,有许多研究将高温氧渗透膜应用到甲烷部分氧化反应过程中[3],使得制氧过程

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