甲醇低温裂解催化剂的研究进展

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1、甲醇低温裂解催化剂的研究进展王立奎(黑龙江黑化集团有限公司，黑龙江齐齐哈尔161000)摘要：本文介绍了甲醇裂解制备氢气的重要意义，以及甲醇裂解反应的机理，同时综述了现阶段甲醇低温裂解催化剂的研究进展，近期的研究成果证明，复合金属催化剂的效果最为优良，应用也最为广泛，最后，还对甲醇低温裂解催化剂今后的发展进行了展望。关键词：甲醇裂解；低温；催化剂；清洁燃料中图分类号：TQ517.1文献标识码：B文章编号：1672・0105(2009)01・0035-05TheDevelopmentofResear

2、chonCatalystsofMethanolCrackingWangLikui(HeilongjiangHeihuaCompanyLtd.Qiqiha'erHeilongjiang161000)Abstract:Thesignificanceandroleofmethanolcrackingweresummarizedinthispaper.Mecha-nismsofmethanolcrackingreactionswerealsointroduced・Thedevelopmentofstudy

3、onlowtemperaturecatalystsofmethanolcrackingrecentlywassummarized,itcouldbefoundthatmetalcomplexwasthebestofallcatalystswhichwereusedmostwidely.Finally,thefutureoutlookofthedevelopmentofthisfieldwerelisted・Keyword:Methanolcracking;Lowtemperature;Cataly

4、st;Cleanfuel当今社会面临着“能源“和“环境"两大问题。随着世界不可再生资源的持续开采，能源的总储量不断减少，而对资源的需求量却不断增加。随着科学技术的快速发展，能源转化利用发展迅速，各先进国家也将从化石燃料逐步转而利用可持续发展、无污染的非化石能源，作为解决“能源"和“环境”两大问题的大势所趋。并且相关清洁燃料的开发已成为当前研究的热点。与气体燃料相比，甲醇来源广泛，从煤炭、石油、生物中均可得到，是常用的化工原料，每年的产量很大，而且易于储备和运输，具有较高的能量转换效率，反应产物主要

5、为水和少量二氧化碳，是绿色能源，甲醇是未来最有希望的高能燃料，是H2和CO良好的载体，但甲醇作为直接燃料并不理想，主要是由于其单位体积的热值低，气化潜热大，制动效率较低。如果将甲醇进行现场裂解，所得产物为出与CO,而氢气是燃烧值最高的气体，故甲醇被视为一种方便、安全的贮氢材料，可作为汽油的代用材料；其裂解气也可广泛应用于热处理工业，有非常好的发展前景。甲醇可通过3种途径转化为氢气：直接裂解、水蒸气重蒸、部分氧化。其中，甲醇水蒸汽重整制氢气同样为吸热反应，亦可利用工业废热提供反应所需的热量。与甲醇直

6、接裂解反应的理论产氢量CH3OH/H2为1/2相比，甲醇水蒸汽重整在理论上可以产生更多的氢气即CH3OH/H2为l/3o已有利用该反应供氢作为发动机燃料的实例⑴，而且由于该反应另一主要产物为co2,对一般的低温质子交换膜燃收稿日期：2009-02-19作者简介：王立奎(1972-),男，硕士，研究方向：化工工艺。料电池(PEMFC)的阳极材料无大的影响，所以甲醇水蒸汽重整反应早已应用于PEMFC的前段供给其所需的氢燃料⑵⑶。高温条件下甲醇水蒸汽重整常会导致少最CO的生成，这会使阳极的Pt中毒，降低

7、燃料电池的效率。因此开发出低温高效催化剂具有非常明显的实用价值。甲醇部分氧化制氢气是最近十几年才发展起来的，该方法的优势在于这一反应为放热反应，因此不需要提供附加的加热装置，并且另一原料可直接取自空气中的氧气，这些优点大大有利于甲醇制氢装置的小型化，为甲醇部分氧化制氢气今后的实用奠定了基础。而甲醇裂解制氢气因其有很大的应用范围而引起持续的关注。甲醇裂解反应可在常压条件下发生，一般反应温度为200°C-500°Co燃机产生的废热可以提供这一吸热反应所需的热最为这一过程创造了很大的便利条件，而单一的原

8、料也是一大优点，这使甲醇裂解在三种方法中有很强的竞争力⑷。甲醇裂解是一个吸热反应(AH=91kJ/mol),虽然可以利用发动机的余热以提供热最，但由于热最和空间的有限，需要采用低温性能良好的催化剂。裂解甲醇可应用于以下几个方面：(1)汽车发动机。裂解甲醇所产生的氢气，具有火花点火燃烧的优良性质。使用裂解甲醇的内燃机可以在更贫乏的燃烧条件下工作，而且比用汽油有更高的压缩比，这样可进一步提高裂解甲醇燃料的热效率。裂解甲醇的效率比汽油大约高60%,比未裂解甲醇高34%o同时裂解甲醇燃料(