专利名称：氧气分离膜的制作方法
氧气分离膜
本发明涉及分离领域，更具体地是涉及一种可选择性渗M气的复合材料。 氧气渗透膜可用于从含氧气体，如空气中分离氧气。典型的选择性氧气渗 透膜包含陶瓷材料，其在高于一定温度下可引导氧离子穿过晶格结构，并且能
够使氧气渗M过戶，的膜从一边到另一边，从氧分压较高的区域到达氧分压 较低的区域。适于氧气分离的陶瓷材料例，括如US5，639，437中所述的化学式 为Sra(FeLxCoxVbOd的化合物，以及类j以的替代物，例如Shao等人在Journal of Membrane Science, 2000， vol 172， ppl77—188中所提到的Bao.5Sr。.5Coo.8Fe。.20M 和SrCo0.8Feo.20^。
这些膜材料的问题是它们的持久性,，特别是在还原环境和高il^情况， 这些限制了它们的应用。
己知的复合膜，包含两种或雨中以上的材料，其中一种能传导氧离子，另 一种则是电子传导体，例如Kharton等人在J.ElectrochemSoc.,147， pp2814 - 21 (2000)中所描述掺杂Ceo.8Gdo.20M的La^Si^MnO^o然而复合，在的一个问 题是，不同材料的颗粒之间必须构成连续的电子和氧传导通道的网络，通常要 求含有高含量的电子传导材料，这限制了氧的通量(氧气穿过0M膜的输送率)。 另外，由于氧渗透性一般在高温下出现，不同材料之间不同的热膨胀系数也会 导致膜结构的恶化。
依据本发明，樹共一种用于选择性渗透氧气膜的组合物，其包括一种电子 传导成分和一种氧离子传导成分，其特征在于其中所述的电子传导成分也是一 种氧离子导体。
氧气分离膜一般的运作是在膜的一表面将氧原子或分子转化为氧化物离子 (O2》，并在另^^面释放氧原子或針。为此，戶腐的膜不仅需要能传导氧化 物离子，而且需要會嫩传导电子，以调整由于所述膜相应侧面上氧化还原反应 引起的电荷不平衡。
现有技术已知的复合膜中，如101311011等人在￡16改00116111^00.，147, 口2814 ■ 21 (2000)中所提到的包含Cea8G4202jn Lao.7Sra3MnOw的膜，每种未结合的分离材茅鄉具有非常低的氧气通量。例如，在95(TC下，Lao.7Sib.3MnO^的氧气 通量为6.7 X 10-5ml cm—2 min"或更低，而Cea8G4202_6的氧气通量在94(TC下低 于1X 10—3。然而，当两种材料结合时，可以获得高氧气通量。
本发明中，舰{顿一种具有氧化物离子传导性和电子传导性组分的复合 材料来改M过膜的氧气通量，其中所述的电子传导性成分也是氧化物离子导 体。^i也，戶脱也能传导氧化物离子的电子传导性成分在95(TC下，會嫩达到 大于1X l(T3ml cm-2 min"，以及最iM大于0.01ml cnf2 min"的氧气通量。
由于确保戶脱电子传导性成分也是氧化物离子导体，M:戶;M膜的氧气通
量得以提高，而且维持必要的电子传导率也保证了戶;f^i莫两侧的电荷平衡。 ^^地，所述氧化物离子传导性成分的材料是一种萤石型结构的氧化物，
其以CaF2结构为底沐且被例如Ce02和Zr02的物质所掺杂。戶腿结构包括面 心立方晶細咧的阳离子，和占据四面体间隙的阴离子，并且具有ffl^MX2， 其中M为氧离子，X是阴离子。例如，就Ce02盼瞎7M说，可用其它的稀土 元素(R)替换以形成通式为Cei.x Rx 02柳的化合物。X的数值一般在0.05到 0.25之间。
,地，戶;f^氧化物离子传导性成分包括铈。更imt也，戶脱氧化物离子 传导性成鲍括与第二镧系元素结合的铈，其，的在组成物的电子传导成分
中含有两种镧系元素。第二镧系元素tt^钕(Nd)，钐(Sm)和钆(Gd)中的一 种或多种，更 为钐和/或轧。在1 方案中，具有铈和轧，iM钸与钆的摩 尔比在2:1到20:1范围内，更ttj^在2:l到10:1范围内， —步 在3:1 到5:1范围内。最iM地，所述比值为约4:1，例如材料Ceo.8Gd^OL.9。
电子传导成分也是一种氧化物离子导体，并且最好为具有转钛矿型结构的 氧化物。转钛矿材料具有AB03-5的通式，其中A和B ^^丐钛矿型结构内由 不同元素占据的晶格位置，其中占据位置A的元素一般大于占据位置B的元素。 氧化学计算法的"S"以及'3-S"的值取决于f丐钛矿型结构中各种阳离子的电荷，要 求戶脱值^W^结构呈电中性。因此，在化学式为AB03—s的材料中，如果A 和B阳离子均具有+3价的电荷，S将等于零。然而，如果阳离子A具有+2价的 电荷，阳离子B具有+3价的电荷，5将等于0.5。
在本发明的一个 实施例中，电子传导性成分是包^i系、石肚和第一 排过渡金属的氧化物。与另一种镧系元素共存于氧化物离子传导性成分中的镧系， ^自钕、钐和轧，更 为钐和/或轧，以及最好为礼。戶;Mitt金属 元素iM为锶(sr)。戶;M第一排遗I^属iM为铁。本发明的进一步实施例中，
戶脱电子传导成他括轧、t群卩铁，其中轧与锶的摩尔比一般在1:2到1:8的范 围内， 为1:3到1:5，更,为约1:4。钆与铁的摩尔比一般在1:1到1:10 的范围内，tt^在l:3至Ul:7范围内，最好为约1:5。最 地，戶服电子传导 性氧化物中含有轧:锶教的摩尔比约为2:8:10，例如在Gdo.2Sro.8FeO^中，其中5
为满足戶;M化学式电荷平衡要求的数值。
组合物中两不同成分中的相一般避免相同，因为这样会导致不同成分中相 应元素由于迁移而混合在一起。这会导致其中一个或两个戶，成分的氧化物离 子和/或电子传导性能的M^甚至损失。因此，在本发明的雌方案中，两个不 同成分的相是彼此不同的。更,地，所述氧化物离子传导性成分的相是铐钛 矿，而戶腿电子传导性成分是萤石。
电子传导成分和氧化物离子传导性成分均包含一种共同的镧系元素是有利 的，因为两成分中镧系元素的迁移发生时，可能会引起相对少的成分晶体结构 的改变，这从而使得当膜用于高温使用环境下，如作为用于氧气分离的选择性 氧气渗3tl莫时，产生较少老化^$1高膜*。
选择所述电子传导成分相对于戶;M氧化物离子传导性成分的重量比以得到 最优的氧化物离子传导率，以及高的氧气选择性。一iM说，电子传导成分与
氧化物离子传导性成分的重量比在1:4到4:1范围内，优选在l: 3到1: 1范围 内，最雌为约2:3。
本发明的组合物也可Mffl来形成用于从包^ft气的混合物中，例如空气中 分离氧气的选择性的氧气渗3tH莫。
在一个实施例中，所逝莫还包含一个多孑L层的材料，以提高膜表面的氧气 交换速率。该材料的一个例子是具有韩钛矿型结构的包含La, Sr和Co的氧化 物，，为Lao.6Sra4CoOM。
通过将空气输iiiSA到具有两个区的分离容器的第一区，可以使氧气与空 气分离开，其中两个区由选择性的氧气渗透膜分隔开。维持戶腿容器每个区和 所述膜的环境，这样氧气从第一区，穿过所述膜输，入到第二区中。穿过所 述膜的渗透依赖于戶服膜两侧的氧气分压。因此，为了从空气进料至啲容器第 一区传输，在膜的另一侧的第二区一定具有较低的氧气分压。为此，在氧气渗透发生前，第二区可以是不含氧气，或者必须具有较低的氧气分压。由于渗透 作用，分离容器第一区中的空气中的氧气分压是附氐的。
膜《顿时被维持在允许氧气的选择性渗透的割牛下。通常，这需要舰700 "C的温度，优选为85(TC或更高的温度，以保证戶jf^l莫表面的氧气具有足够的活 4M率。戶;MI莫的^Jt一船尉寺在低于140(TC下，^低于110(TC^^低，以 防lh)l结构老化，其对氧气通離成负面影响。戶腿浸透容器的第二区(膜的 透过侧)的氧分压小于戶脱膜第一区的分压，以达到从第一区至蝶二区氧气的 净转移。
^ffi选择性的氧气渗透M^供纟舒屯化氧气，相比于常规的低温技术，耗能 更少，并因此在小规模上更具有操作上的可行性。i^就为需要纯化氧气的工艺 中，提供小规模的、局部设置氧气生成装置的可能性，而不是相反的或者通过 设置氧气进口从大规模的趟巨离的装置中输送来氧气，或者需要在工艺的临近 点设置大规模氧气生产體。
本发明另一个实施例中，戶;f^择性的氧气渗週莫是包含两个区的反应器
的一部分，其中两个区由所述膜分离开来。所述反应器可l細于进，豫气消耗 的反应，包J蔬原气氛下的反应，例如含有合成气的反应，如烃类蒸汽重整和/ 或部分氧化以生产一种或多种碳的氧化物。在该实施例中， 一种或多种反应物 输送入反应器的第二区，可另外包含催化剂。含氧气体，如空气，供应给所述 反应器的第一区。使用中，反应器第一区的氧气穿过膜进入到第二区中，在该 区中发生反应。
本发明的一个 方案中，分离容器的第二区是用于m烃类的蒸汽重整 禾口/或部分氧化来生产合成气的反应区。该实施例中，空气中的氧气从分离容器
的第一区渗M31膜并进入到第二区中，作为该处发生的部分氧化和/或蒸汽反
应的反应物。该实施例的优点是，由于氧气會骗及合成气生产反应区分布，这 样可以斷氏在反应区的不充分混合区,生高氧浓度的潜在爆炸性混合物的几 率。另外，原位分离空气也可以降低甚至消除对专用且昂贵的的空气分离體 的需要。
合成气(一氧化碳和氢气的混合物),由天然气产生，其中天然气主要
含有甲烷。反应離一般与膜的驗相鹏相同，雌在85(TC到1謂。C范围 内。所述旨反应区内的压力一般保持在从l到200bam (0.1到20Mpa)。为了氧气可以通过膜渗透到反应区中，反应器第二区的氧分压必须小于反应器第一 区的氧分压。
可选择的，反应区也可以包含氢气分离膜，产生的氢气可以从戶脱反应区 分离开并被使用，例如生产动力。
依照本发明的组合物可通过混合两种分离的粉末状组分并压縮在一^^制 备。 一般地，混合后的粉末随后在高温下煅烧，通常在含氧气氛下^it最高达
140(TC中进行，例如从70(rC到140(TC。
戶脱分离的组分可通过各种技术处理，例如用混合的多种组成元素的氧化
物高温合成，或者从包括组j^;素的可溶性化合物的溶液中沉淀出氧化物。在 后一种情况下，产生的沉淀物可能是非晶形的， 一般在高温下煅烧形成期望的 晶相。
本发明现以以下非限制性实施例，并参照其中的附图来说明；
图1显示由本发明组合物帝喊的膜的X射线衍射(XRD)图，以及组舰 分的XRD图2以图示法執列说明用于氧气渗透实验的體；
图3是依照本发明的组合物制造的选择性氧气渗邀敏95(TC下，氧气通 量相对于时间的示意图4是依照本发明的组合物制造的选择性氧气渗3tl1^ IOO(TC下，氧气通
量相对于时间的示意图5是依照本发明的组合物鬼隨的选择性氧气渗劍莫，在不同的氧分压微 分下，氧气通量相对于^^倒数的图示1_
图6是穿过依照本发明的组合物制造的选择性氧气渗週莫，在不同的膜厚 下，氧气通量相对于t^倒数的图示；
图7是依照本发明的组合物制造的选择性氧气渗劍莫，氧气通量相对于分 压微分的对数的图示；
图8以图示法鄉脱明《顿具有选择性氧气渗透膜的反应器的工艺，其中 在反应器的一个区中氧气从空气分离并输送给反应器的第二区，作为甲烷催化 部分氧化反应的反应物；以及
图9是在〗顿具有依照本发明组合物制造的选择性氧气渗劍莫的反应器的 甲烷部分氧化反应中，催化鹏猁氧气魏性能的图示；
9依照本发明的组合物通过分别合成Gd^CeasO^GDC)和 Gdo.2Sro.8FeOw(GSF)制备。具有相应化学当量的金属的硝Kfc溶于水中。分别添 加一定数量的乙二胺四乙酸(EDTA)和拧檬酸以使EDTA和^f酸分别相对于 W^金属离子量的摩尔比率为1。溶液的pH值然后通迚添加氨水溶液调节到6 至8之间。使用加热板在约80。C下蒸发除水。凝胶形成，然后火焰燃烧除去残 留的有机材料。产生的粉末随后在空气氛围中9ocrc下煅烧5小时以产生相应的 氧化物产物。
^ffi以下方法制备膜。 实施例1
GDC和GSF组分的各自粉末以GDC为60wt%， GSF为40wf/。混合在一 起。然后在200MPa压力下压縮成圆盘形式，140(TC下加热3至5小时形成最 后的组合物(GDC60/GSF40)，其还可以在随后的实验中用作选择性氧气渗 。 抛光GDC60/GSF40圆盘到0.5mm厚度，并涂敷多孔Laa6Sro.4CoC^(LSC)涂层 以提高膜表面的氧气交换能力。可以舰含有60wf/。松香醇饱和的甲基纤维素 和40wt%LSC糊剂制备，，上涂i^M浆糊的涂层并在90(TC下在空气中煅 烧涂夷ffi的膜一个小时。 对比例2
通过在200MPa下jBi GSF或GDC盘，并在125(TC下加热3小时制皿 含有GSF的膜和仅含有GDC的膜。圆盘然后抛光并以实施例1中膜的相同的 方法涂敷LSC。 实验l
如图1所示的X射线衍射(XRD)图，是由通过测H屯GDC 1和GSF 2 化合物，以及GDC60/GSF40的膜3得到的。XRD图在LSC涂层涂敷之前收集 的。^fflRigakuD/Max-RB衍射计，收集CuKa辐射M。以0.02°为一级在 20-80°的20范围采集 。
繊显示，戶;f^l莫组合物，在混合并在1400。C处理后，包含两个组分相； 没有新的相出现。 也表明GSF为转钛矿型结构，GDC为萤石型结构。 实验2
LSC涂敷的GDC或GSF圆盘體到竖向的高温气條透单元中。鄉一 侧(对应于容器的第一区)，j祸只含量为80%的氮气和20%的氧气的千燥混合物流体，以100mL/min (调节到标 i^g和压力(STP)，艮卩0。C和latm压力)速 率引入。氦(或甲垸)清扫气输送到膜的另一侧(对应于容器的第二区)协助 除去iiA的氧气。图2图示M了氧气分离过程。分离容器10包括两个区，通 JlA口 12，空气iSA到第一区11中，以M^it口 14氦残气输送到第二区13 中。由银环16密封的膜15隔开所述的第一区11和第二区13。 MJi;人第一区 渗透到第二区中的氧气被氦清扫气从出口 17清扫出分离容器。没有渗透膜的贫 氧空气M31出口 18从第一区中移除。
氧气渗透实验中，舰加繊19働莫保持在94(TC的驢。舰设置在温 度计套管21内的热电偶20测量膜的温度，其延伸至刚好高于膜15的位置。第 一区保持21kPa的氧分压。
对于GDC膜，最初的氧气通量低于检测极限，即小于0.001mLcm—2min—、
对于GSF膜，调节麟透侧上的氦流量以达到5 kPa的氧分压。穿过膜的 最初的氧气通量是0.26mL cn^min'1 。
这些实验表明GDC膜，欠缺电子传导性，不能有效的作为选择性氧气渗 透膜运行。然而GSF膜同时具有电子传导性和氧化物传导性，可以提供氧气的 选择性渗透。 实验3
LSC涂敷的GDC60/GSF40 ^f顿如实验2中相同的方法进行测试，不同的 是膜(气体)的温度为95(TC，以及实验持续1100小时。采用mL cm—2min—1为 单位的氧气通量(J02)相对于时间的图示显示在图3中。
结果表明氧气通S^31第一个600小日 作时间逐步增加，从最初的通量 0.46mL cm—2min_1增加到0.63mL cm-2min-1 。 实验4
如实验3中相同的方法用于GDC60/GSF40膜，不同的 (气体)的温 度为100(TC，以及实验操作时间是350小时。氧气通量相对于时间的图示显示 在图4中。
结果表明此时的氧气通量高于在95(TC下的，通量也随时间而增加。， 第一个300小时内表现出的通量从最初的0.61mL cm—2min—1增加到0.71mL crrf2mirf1 。 实验5
ii研究了在800。C至1010。C之间温度下M: GDC60 / GSF40膜的氧气通量。 膜一侧的氧-氮混合气流量为100mL/min(STP)，其中氧分压为21kPa，调节膜 的另一 (渗透)侧的氦气流量以使氧分压为0.5kPa。 实验6
方法与实验5相同，除了调节膜的另一 (渗透)侧的氦气流量使氧分压为 l.OKPa。 实验7
方法与实验5和6相同，除了调节膜的另一 (渗透)侧的氦气流量使氧分 压为2.0KPa。
实验5到7中不同氧分压微分下氧气通量相对于温度的倒数的结果显示在 图5中。该结果表明氧通量随驗增加，并且随不同的氧分压微分增加。 实验8
接下来如例6相同的方法，除了在825t:至94(TC温度下使用l.Omm的 GDC60 / GSF40膜。膜的渗透侧的氧分压维持为1 .OkPa值。
实验5和8不同厚劍莫的氧气通量对应于温度的倒数的结果显示在图6中。 该结果显示较薄膜的氧气通量更高。
表1显示实验5到8测算的氧气渗透活化能。
图1:氧气渗透活化能力
实验膜厚(mm)J02 (kPa) 1活化能 (kJ/mol)
0.50.5105.3
60.51.0103.4
70.51.5104.6
81.01.094.5
膜渗透侧的氧气分压。
0.5mm膜具有测算的更高活化能，标其相对于1.0mm膜，膜表面的氧 气交m氧气通量的作用更重要，其中大部分S就氧气通量有更大的影响。这可以由图6中的虚线部^i正明，其^实验8的l.Omm膜预测的氧气通量相对 于0.5皿膜的修正或标准化的结果。预测的通量在事实上比观察到的更高(相 对于实验5的结果)，并且在较^^下的差别增大，显示对于较薄的膜表面交 壬树于術只扩髓要性增大。
图7显示0.5皿，两个不同，，85(TC和95(TC下，氧气通量相对于分 压微分的对数的结果。其中，分压微分可以表示为氧 氮气混合气中的氧分压 (PCV )和膜的渗透侧的氧，氦气混仏的氧分压(P02〃 )的比值。
该结果显示在95(TC下的倾斜度是不变的，标体积扩散是限制了氧气通 量的主要因素。反之，在85(TC下，倾斜度是非线性的，在较低氧分压微分时较 大，表示在较俽鹏下表面交换变得重要。 实验9
研究了M31利用0.5mm GDC60 / GSF40 直接从空气纯化氧气，樹共给 甲烷部分氧化的反应来生成一氧化碳和氢气。膜装置于膜反应器中，膜将反应 器分隔为两个区。在其中一个区(第二区)设置有LiLaNiO/，氧化铝部分氧化
催化剂，该催化剂由浸渍法制备，其中将Y-氧化铝浸渍于包含硝Mf里、硝^Kn)
和硝 (m)，且Ni:Li:La的摩尔比为1:1.6:2.6的溶液中24小时。制备的催
化齐忡负载的镍按重量计在5至10%之间。戶;M催化剂在被m反应器之前未
被预还原。工艺过程的示意性捐皿在图8中说明，其显示了反应器IOO，具有由 选择性氧气渗劍莫103分隔开的第一区101和第二区102， j顿金环104密封。 空气MiS口 105衛共给第一区101 。氧气穿过膜103 SA反应器的第二区102。 烃类，例如甲垸106,进料到反应器的第二区。第二区也装有部分氧化催化剂 107。在催化剂107存在盼瞎况下，甲烷与舰的氧气化合，发生反应。反应器 第一区101中的降低氧气含量的氧，氮混合物ffia出口 108排出，同时包括未 反应的甲烷和氧气，与反应产物以及副产品通过出口 109从反应器的第二区移 除。
最初，流量为5mL/min纯甲烷(STP)由流量为20mL/min氦气(STP) 稀释，弓l入到反应器的第二区(翻催化剂区)。空气以150mL/min(STP)的流 量弓l入到第一反应器区。利用加热器110使膜保持95(TC温度，温度由热电偶 111测量，以剡莫两侧的总压力保持为1 atm。
结果用图表表示在图9中，其显示了甲烷转化、200 (■)， CO的选择率201 (o)， H2:CO摩尔比率、202 ( )，以及氧气通量、203 (△)。在反应30分 钟后，观察到甲烷转化了 30%， CO选择率为100%以及氧气渗透通量为 0.85mLcm—2min—、在连续工作约230小时后，转化，加到60%，氧气通量为 2.4mLcm"min—1。结果与图9中图表的区域204对应。然后切断流向第二 (M 催化剂)反应器区的氦气，导致甲烷转化 加到99%，并且氧气通量增加到 3.3mLcm'2min—1。这些结果与图9中图表的区域205对应。在,工作约380小 时后，CH^tt增加到10mL/min (STP)。导致氧气通量增加到5.211]1^111-2111111-1， 而转化率维持在99%。这些结果与图9中图表的区域206对应。旨实验的CO 选择率一直是100%，并且H2:CO摩尔比一直是2:l，仅仅随反应发生微小的改 变。
该结果表明，禾佣具有依照本发明的组合物制备的膜的氧气膜反应器，在 经过几个小时操作后，可以产生高的甲烷转化率和高的一氧化 择率，即使 膜的一侧在高温高压下接触飽还原气氛下也是如此。
权利要求
1、一种用于选择性氧气渗透膜的组合物，包括电子传导成分和氧化物离子传导性成分，其特征在于所述电子传导成分也是氧化物离子导体。
2、 一种如权利要求i所述的组合物，其中M:戶;M电子传导成分的氧气通量大于1 x 10-3ml cm-2 min-1 。
3、 一种如权利要求1或2所述的组合物，其中所述氧化物离子传导性成分是具有萤石型结构的氧化物。
4、 一种如权利要求1至3中任一戶腿的组^J，其中电子传导成分是具有转 钛矿型结构的氧化物。
5、 一种如权利要求1至4中任一戶皿的组合物，其中氧化物传导性成^S 含铈和第二镧系元素。
6、 一种如权利要求1至5中任一戶，的组合物，其中电子传导成分包^H 系元素，itt金属元素和第一排3^度元素。
7、 一种如权利要求6所述的组合物，其中氧化物离子传导性成分和电子传 导成分包含共同的镧系元素。
8、 一种如权利要求5至7中任一戶腿的组合物，其中氧化物离子传导性成 分包含铈和钆。
9、 一种如权利要求8戶腿的组合物，其中Ce:Gd的摩尔比在2:l至8:l的范围内。
10、 一种如权利要求9戶腿的组合物，其中Ce:Gd的摩尔比在1:3至1:5 的范围内。
11、 一种如权利要求1至10中任一戶，的组合物，其中电子传导成^含 钆、锶、以及铁。
12、 一种如权利要求11戶脱的组合物，其中Gd:Sr的摩尔比在从1:2至1:8 范围之内，并且Gd:Fe的摩尔比^/人1:1至1:10范围之内。
13、 一种如权利要求12戶诚的组合物，其中Gd:Sr的摩尔比^/人1:3至1:5 范围之内。
14、 一种如权利要求11至13任一戶腿的组合物，其中Gd:Fe的摩尔比在 从1:3至1:7范围之内。
15、 一种选择性氧气渗透膜，包括如权利要求1至14中倒可一项戶腿的组 合物。
16、 一种如权利要求15戶腿的选择性氧气渗透膜，其中存在材料的涂层， 用于提高膜表面的氧气交换。
17、 一种如权利要求16戶腿的选择性氧气渗M,其中戶舰的涂层是具有 锌钛矿型结构，包括元素La、 Sr和Co的氧化物。
18、 如权利要求15到17中招可一项戶腿的选择性氧气渗週莫的用途，用 于从包，气的混^体中分离氧气。
19、 如权利要求18中戶舰的选择性氧气渗透膜的用途，其中包賴气的混 合气体另外包織气。
20、 如权利要求19中戶腿的选择性氧气渗透膜的用途，其中混仏体是空气。
21、 如权利要求18至20中任一戶腿的选择性氧气渗劍莫的用途，其中分 离是在高于70(TC且低于140(TC的^g下进行。
22、 如权利要求21中戶诚的选择性氧气渗纖的用途，其中分离在从850 到11(XTC的温度范围内进行。
23、 一种謝豫气消耗反应的方法，包括将反应tJiU送到反应器的第二区， 所述反应器具有由选择性氧气渗透膜分隔开的第一和第二区，并且输送含氧气 气体到反应器的第一区，维持这样的反应器第一和第二区的以及膜的状态，以 使氧气选^i也从第一区渗透到第二区中，氧气消耗反应消耗至少部分的氧气， 其特征在于戶脱的选择性氧气渗透膜是如权禾腰求15至17中招可一项戶腿的 膜。
24、 如权利要求23戶脱的方法，其中戶腿反应物是烃类，以AB^M氧气消 耗反应是烃类的蒸汽重整和/或部分氧化反应。
25、 如权利要求24所述的方法，其中工艺是部分氧化0M经类。
26、 如权利要求24或25所述的方法，其中所述烃类是甲垸。
27、 如权利要求23至26中任一项戶腿的方法，其中含氧气体是空气。
28、 如权利要求23至27中任一项戶腿的方法，其中第二反应区含有对于 氧气消耗反应活性的催化剂。
29、 如权利要求23至28中任一项所述的方法，其中所述膜保持在高于700'C且低于140(TC的鹏下。
30、如权利要求29所述的方法，其中所逝莫保持在850至IIO(TC范围的驗下。
全文摘要
一种包含电子传导成分和氧化物离子传导性成分的组合物，其特征在于所述的电子传导成分也是氧化物离子导体，所述组合物适用于用于从包含氧气的混合气体，如空气中，分离氧气的选择性氧气渗透膜，分离可选择地在包含第一和第二区的反应器中进行，其中含氧气气体进料输送到第一区中，以及反应物进料到第二区中，其中氧气消耗反应发生在反应器的第二区。
文档编号B01D53/22GK101479021SQ200780022866
公开日2009年7月8日 申请日期2007年6月15日 优先权日2006年6月21日
发明者W·杨, X·朱, Y·聪 申请人:中国科学院大连化学物理研究所;英国石油有限公司