[发明专利]烃类双重整以制备合成气

权利要求书

1.一种由甲烷制备合成气的方法，所述方法包括在足以制备气体产物流的条件下使包含氢气(H₂)、一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO₂)、甲烷(CH₄)和水(H₂O)的反应物气体流与催化剂材料接触，所述气体产物流包含H₂/CO的摩尔比为1.4至2.0的H₂和CO，其中催化剂材料包含：

化学惰性的金属氧化物核；

沉积在金属氧化物核表面上的氧化还原金属氧化物层，所述氧化还原金属氧化物层包含掺杂剂；和

沉积在氧化还原金属氧化物层表面上的催化活性的金属。

2.根据权利要求1所述的方法，其中反应条件包括700℃至1000℃的温度、约0.1MPa至2MPa的压力、500h^-1至100000h^-1的气时空速。

3.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其中反应物流包含25体积％至40体积％的H₂、5体积％至30体积％的CO、5体积％至20体积％的CO₂、10体积％至30体积％的CH₄和10体积％至30体积％的H₂O。

4.根据权利要求3所述的方法，其中反应物流包含30体积％至35体积％的H₂、10体积％至20体积％的CO、10体积％至15体积％的CO₂、15体积％至20体积％的CH₄和15体积％至20体积％的H₂O。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中H₂/CO的摩尔比为1.6至2.0，优选为1.85。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中条件包括在使催化剂与气体反应物流接触之前，在至少550℃的温度下使催化剂与包含至少50体积％的CO₂的CO₂流接触至少6小时。

7.根据权利要求6所述的方法，其还包括用CH₄、H₂O、CO和H₂代替CO₂流中的一部分CO₂以产生气体反应物流。

8.根据权利要求7所述的方法，其中代替CO₂流中的一部分CO₂包括：

(a)在至少600℃的温度下将CH₄引入到CO₂流中，并使加热的催化剂与CO₂/CH₄流接触至少1小时；

(b)随时间增加CO₂/CH₄流中CH₄相对于CO₂的量的浓度，以产生包含约等量的CO₂和CH₄的CO₂/CH₄流；

(c)在至少700℃的温度下将H₂O引入到CO₂/CH₄流中以形成CO₂/CH₄/H₂O流；以及

(d)在至少700℃的温度下将CO和H₂引入到CO₂/CH₄/H₂O流中，形成包含H₂、CO、CO₂、CH₄和H₂O的气体反应物流。

9.根据权利要求8所述的方法，其中步骤(b)还包括以约5℃每小时至10℃每小时的速率将温度从600℃增加至至少700℃。