基于甲烷定向催化转化的热量耦合与传质耦合研究

耦合技术已成为当前化学工程以节能、降耗、环保、集约化为目标的优先发展领域之一；天然气化工中最成功的水蒸气重整是一强吸热、高能耗的过程，而甲烷氧化偶联反应的强放热制约了这一迄今为止天然气制乙烯最简捷工艺路线的工业应用。本课题利用甲烷氧化偶联的反应热为甲烷水蒸汽重整反应供给热量，通过一个反应器实现同时得到真正意义上的廉价合成气与大宗化学品乙烯的耦合生产。研究将涉及到反应物质和热能在一个耦合反应器、两个不同的反应床层（强放热和强吸热）之间的耦合控制技术，通过甲烷定向转化典型强吸热和强放热反应的过程耦合，探究反应过程耦合中传热与传质的基本科学问题。研究结果不仅有望实现天然气（甲烷）重整反应的节能降耗，而且可以推动甲烷氧化偶联的工业应用。