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甲烷催化部分氧化制合成气是极具应用前景的天然气制合成气工艺，其具有反应器体积小、效率高、能耗低，可显著降低设备投资和生产成本等优点。但由于高温导致的甲烷分解积炭、原料气的均匀混合、反应温度的控制等问题，目前的研究还处于实验室开发阶段，技术尚未成熟。
本论文在优化催化剂制备工艺和改进反应器结构的基础上，进行了反应器的实验室小试放大研究。主要包括以下三方面：①在催化剂优化方面，采用过量浸渍法解决了催化剂批量制备问题；②反应器内部结构方面，设计了外混型预膜式烧嘴与循环水冷相结合的进料系统，明显改善了反应器的积炭问题；③在小试的条件下，考察了甲烷部分氧化反应工艺条件温度、空速、压强对反应的影响，并与微反对比评价了小试的性能，确定了最佳反应条件，为甲烷催化部分氧化制合成气过程的工业化提供了参考。