[发明专利]产生用于碳纳米材料生产的一氧化碳的联合方法

权利要求书

1.一种制备碳纳米管的方法，该方法包括：

(a)制备包含一氧化碳、二氧化碳、氢和烃类的合成气；

(b)从合成气分离氢和烃类，以制备一氧化碳和二氧化碳的产物气流以及氢和烃类的副产物气流；

(c)使用产物气流中的一氧化碳制备碳纳米管；以及

(d)将来自产物气流和来自碳纳米管生产的二氧化碳再循环。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，制备合成气包括：

(a)将烃类气流和二氧化碳气流配混形成配混气流；

(b)转化配混气流形成合成气。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，转化配混气流包括在700-1000℃的温度和最高至150个大气压的压力下进行干重整。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，转化配混气流进一步包括蒸汽重整。

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述重整在铂、钯、铑或镍催化剂存在下进行。

6.如权利要求2所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括预处理烃类气流以去除杂质。

7.如权利要求2所述的方法，其特征在于，烃类是甲烷。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，制备合成气包括：

(a)配混烃类气流、二氧化碳气流和氧气流形成配混气流；

(b)转化配混气流形成包含一氧化碳、二氧化碳、氢、未反应烃类和未反应氧的转化气流；以及

(c)使转化气流脱氧，以去除未反应氧并形成合成气。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，转化配混气流包括在700-1400℃的温度下，最高至150个大气压的压力下，在铂、钯、铑或镍催化剂存在下，对烃类进行催化重整。

10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括预处理烃类气流以去除杂质。

11.如权利要求8所述的方法，其特征在于，烃类是甲烷。

12.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括将产物气流分离成一氧化碳流和二氧化碳流。

13.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括对副产物气流中的氢进行纯化并回收纯氢。

14.一种制备碳纳米管的设备，该设备包括：

(a)合成气生产单元，制备包含一氧化碳、二氧化碳、氢和烃类的合成气；

(b)分离单元，用于从合成气分离氢和烃类，以获得一氧化碳和二氧化碳的产物气流以及氢和烃类的副产物气流；

(c)碳纳米管制备单元，用于使用产物气流中的一氧化碳制备碳纳米管；以及

(d)二氧化碳再循环装置，用于将从碳纳米管生产单元的二氧化碳再循环至合成气生产单元。

15.如权利要求14所述的设备，其特征在于，合成气生产单元包括二氧化碳气体来源、烃类气体来源、将二氧化碳气体和烃类气体配混成配混气流的配混装置、以及转化配混气流形成合成气的转化反应器.

16.如权利要求15所述的设备，其特征在于，转化反应器是干重整器单元或干重整器单元和蒸汽重整器单元的组合。

17.如权利要求15所述的设备，其特征在于，烃类是甲烷。

18.如权利要求14所述的设备，其特征在于，合成气生产单元包括二氧化碳气体来源，烃类气体来源，氧气来源，将二氧化碳气体、烃类气体和氧气配混成配混气流的配混装置，使配混气流转化形成包含一氧化碳、二氧化碳、氢、未反应烃类和未反应氧的转化气流的转化反应器，以及从转化气流去除未反应氧并形成合成气的脱氧单元。

19.如权利要求18所述的设备，其特征在于，转化反应器是具有铂、钯、铑或镍催化剂的催化重整器单元。

20.如权利要求18所述的设备，其特征在于，烃类是甲烷。

21.如权利要求14所述的设备，其特征在于，分离单元是膜分离器、变压吸附单元或深冷分离器。