熔融法天然气裂解制石墨烯工艺及应用研究

覃莉1，何阳东2，陈昌武1，杨汉杰1，杨威2，高华3，邬娅洁1，贺云豪1 （1.中国石油西南油气田公司蜀南气矿；2.中国石油西南油气田公司天然气研究院；3.德阳烯碳科技有限公司）

摘要：目的：采用熔融法天然气裂解技术将天然气中的碳元素转化为高价值碳材料——石墨烯，结合可再生能源供能，可实现整个工艺零碳排放且副产氢。为进一步实现天然气的低碳、高值化利用，有必要对熔融法天然气裂解技术进行研究。方法：介绍了熔融法天然气裂解制石墨烯工艺的反应机理、熔融介质研发进展与裂解反应器设计等，并以中国石油西南油气田公司（以下简称西南油气田公司）熔融法所产石墨烯粉体为样本，对其进行分析表征与应用研究。结果：在熔融法天然气裂解实验中发现：高温和高含量原料气有助于提升石墨烯生长的速度和转化率，石墨烯出现厚度增大的现象。西南油气田公司通过对熔融催化体系进行改性，降低裂解反应温度和提高原料气进气含量，成功制得少层石墨烯，提升了石墨烯产量。结论：根据应用性能评估结果，表明西南油气田公司所产石墨烯粉体可在导热、防腐、导电与封堵液等应用领域进行开发。此外，加强裂解反应器及其配套设备的研发、石墨烯行业标准编制将是未来重点发展方向。

关键词：天然气综合利用；熔融法；天然气裂解；石墨烯；氢