天然气重整制取合成气（H₂和CO）,然后再合成其他化工产品已经成为天然气转化利用的主导路线。天然气快速催化重整用于天然气发动机掺氢燃烧也有很好的应用前景。为了研究天然气快速催化重整反应的规律,本文设计并搭建了甲烷快速催化重整反应实验台架,采用常规浸渍法制备了Rh/α-Al₂O₃和Pt/α-Al₂O₃催化剂,开展了甲烷部分氧化重整和甲烷二氧化碳自热重整实验研究。研究了CH₄/O₂的比例、预混合气中N₂的比例、预混合气温度、反应气体总流率对甲烷部分氧化重整中CH₄的转化率、H₂和CO的选择性、尾气中H₂/CO以及反应床内的温度分布的影响规律。主要结论如下:1、以Rh为催化剂的甲烷部分氧化反应符合燃烧-重整反应模型,即反应生成的大部分H₂和CO是先由CH₄与O₂反应生成完全氧化产物H₂O和CO₂,再与未反应完的CH₄进行二次重整反应产生;以Pt为催化剂的甲烷部分氧化反应符合直接反应模型,即反应产生的大部分H₂和CO是由CH₄与O₂反应直接生成。2、在甲烷部分氧化重整反应中,相同条件下,以Rh为催化剂与以Pt为催化剂相比,反应中CH₄的转化率、H₂的选择性以及尾气中H₂/CO都更高,CO的选择性相差不大,而平均反应温度更低。3、提高反应温度,降低反应气体中O₂的分压,都有助于提高CO和H₂的选择性。4、催化剂表面O*浓度对二次重整反应的影响大于温度对其影响;表面O*浓度对于水蒸气重整的影响大于其对于CO₂重整的影响。5、温度对H₂脱附的影响比对CO脱附的影响大;温度的提高对水蒸气重整反应的促进作用比对CO₂重整反应的促进作用要大。通过改变CH₄/CO₂/O₂的比例、预混合气温度等参数,考察甲烷二氧化碳自热重整中CH₄、CO₂的转化率、H₂的选择性、H₂和CO的产率、尾气中H₂/CO等的变化规律。实验发现:1、在甲烷CO₂自热重整反应中,相同条件下,以Rh为催化剂与以Pt为催化剂相比,反应中CH₄、CO₂的转化率,H₂、CO产率,H₂的选择性以及H₂/CO都更高,而平均反应温度更低。2、在甲烷CO₂自热重整反应中,当提高反应气体中O₂比例时,CH₄与CO₂的转化率都随之升高,可见温度对CO₂转化率的影响比O₂浓度对其影响大。3、随着反应条件的改变,反应中CH₄转化率的变化趋势可能与部分氧化产物（H₂、CO）的选择性的变化趋势不同,但一般CH₄的转化率的变化对H₂、CO产率的变化趋势影响更大。4、不管催化剂是Rh还是Pt,随着总流率的上升,反应物转化率上升的速度减小。