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甲烷等低碳烷烃的催化转化制合成气是目前比较有应用前景的利用途径之一。甲烷临氧CO2重整制合成气反应是一个绿色工艺过程,不仅为天然气的合理利用及缓解温室气体排放提供了有效的解决途径,而且可以利用甲烷氧化反应所产生的热量以供给重整反应过程,实现了部分自热重整过程。流化床甲烷临氧CO2重整工艺不仅克服了传统固定床甲烷部分氧化反应中的催化剂床层过热和活性组分烧结问题,同时,由于氧气的加入,有效地避免了单纯甲烷二氧化碳重整反应过程中的积碳问题。通过改变原料气的配比,可以调节产物中的H2/CO比以适应不同后续工艺的需要。本文采用适合流化床工艺的高耐磨强度的工业微球硅胶作载体,镍为主要活性组分,着重开展了流化床甲烷临氧CO2重整制合成气催化剂体系及反应工艺研究,得到的主要结果如下: 采用碱土金属氧化物改性SiO2负载镍活性组分制备出复合氧化物催化剂,在流化床甲烷临氧CO2重整制合成气反应过程中,甲烷的转化率接近热力学平衡值,得到相对较低的合成气氢碳比率。对反应前后的催化剂进行了H2-TPR、XRD、CO2-TPD及TEM表征。结果表明,CaO、BaO及SrO先于镍负载制备的改性催化剂具有很好的催化活性及稳定性。活性组分镍物种与载体之间的相互作用增强,还原后的镍物种在催化剂表面高度分散,保持了良好的热稳定性及抗积碳性能。 得到具有工业应用前景的5Ni/10MgO-SiO2催化剂。微球硅胶表面上NiO与MgO形成了NiO-MgO固溶体。预还原时少量的氧化镍被还原为镍原子从固溶体中析出,镍物种在催化剂表面被固溶体所分散和稳定。通过未还原催化剂的升温-降温实验和CH4/CO2-TPSR-MS研究证明:由于贵金属的氢溢流作用,少量贵金属Pt、Pd引入Ni/MgO-SiO2后能够促进氧化镍的还原,催化剂在流化床反应器中返混时可以迅速实现价态转换,提高了催化活性。 采用CeO2/ZrO2对SiO2载体进行表面修饰,再负载镍,制备了Ni/（CeO2）ZrO2-SiO2催化剂,在流化床甲烷CO2重整制合成气反应中具有良好的反应活性与稳定性。未经还原催化剂的升温-降温实验及H2-TPR研究表明,CeO2-ZrO2助剂的添加改善了Ni/SiO2催化剂的还原性能。具有中等还原强度的