合成氣的生產(chǎn)過程講義-免費閱讀
【正文】 2023年 3月 29日星期三 上午 4時 52分 4秒 04:52: ? 1最具挑戰(zhàn)性的挑戰(zhàn)莫過于提升自我。 2023年 3月 29日星期三 4時 52分 4秒 04:52:0429 March 2023 ? 1空山新雨后，天氣晚來秋。 , March 29, 2023 ? 很多事情努力了未必有結(jié)果，但是不努力卻什么改變也沒有。 :52:0404:52Mar2329Mar23 ? 1故人江海別，幾度隔山川。近年來出現(xiàn)了變壓吸附法、膜分離等固體脫除二氧化碳法。 物理 化學(xué)吸收法是將具有物理吸收性能和化學(xué)吸收性能的兩類溶液混合在一起，脫硫效率較高。因此，用氧化鋅 鈷鉬加氫轉(zhuǎn)化 氧化鋅組合，可達到精脫硫的目的。脫除二氧化碳的過程通常簡稱為脫碳。 ? 應(yīng)特別注意的是，操作溫度必須控制在催化劑活性溫度范圍內(nèi)，低于此范圍，催化劑活性太低，反應(yīng)速率太慢；高于此范圍，催化劑易過熱而受損，失去活性。由不同機理可推導(dǎo)出不同的動力學(xué)方程式；不同催化劑，其動力學(xué)方程式亦不同。該類催化劑稱為中溫或高溫變換催化劑，因為溫度較高，反應(yīng)后氣體中殘余 CO 含量最低為 3%～ 4% ? （ 2）銅基變換催化劑 其化學(xué)組成以 CuO為主， ZnO和Al2O3為促進劑和穩(wěn)定劑，反應(yīng)前也要還原成具有活性的細小銅晶粒。氧的預(yù)熱溫度一般在 250℃ 以下。所以，渣油氣化過程的溫度應(yīng)盡可能高，但是，操作溫度還受反應(yīng)器材質(zhì)的約束，一般控制反應(yīng)器出口溫度為 1300～1400 ℃ 。為了防止積碳，操作中一般控制水碳比在 。綜上所述，甲烷水蒸氣轉(zhuǎn)化過程一般是加壓的，大約 3MPa左右。 (3) 組分的影響 原料的組成由水碳比決定， H2O/CH4過高時，雖然水蒸氣分壓高，但甲烷分壓過低，反應(yīng)速率不一定高；反之， H2O/CH4過低時，反應(yīng)速率也不會高。平衡溫距為出口實際溫度與出口氣體實際組成對應(yīng)的平衡溫度之差。 催化劑在長期使用過程中，由于經(jīng)受高溫和氣流作用，鎳晶粒逐漸長大、聚集甚至燒結(jié)，致使表面積降低，或某些促進劑流失，導(dǎo)致活性下降，此現(xiàn)象稱為老化。 ? 總之，從反應(yīng)平衡考慮，甲烷水蒸氣轉(zhuǎn)化過程應(yīng)該用適當(dāng)?shù)母邷?、稍低的壓力和高水碳比。不同溫度、壓力下有不同的熱力學(xué)最小水碳比。 ? 根據(jù)反應(yīng)溫度查出或求出 Kp1和 Kp2，再將總壓和氣體的初始組成代入以上兩式，解出 nx和 ny，那么 ，平衡組成和平衡分壓即可求出。氣化設(shè)備為 KT爐。至今熔融床還處于中試階段，而固定床（移動床）、流化床和氣流床是工業(yè)化或建立示范裝置的方法。 ? 提高反應(yīng)溫度對煤氣化有利 ，但不利于甲烷的生成。 ? (2) 以天然氣為原料的生產(chǎn)方法：主要有轉(zhuǎn)化法和部分氧化法。合成氣在化學(xué)工業(yè)中有著重要作用。碳與二氧化碳的還原反應(yīng)也是重要的氣化反應(yīng)。 ? (3) 水蒸氣和氧氣的比例 H2O/O2比值要視采用的煤氣化生產(chǎn)方法來定。它又稱為沸騰床氣化，把氣化劑送入氣化爐內(nèi)，使煤顆粒呈沸騰狀態(tài)進行氣化反應(yīng)。列出這兩個獨立反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)式再加上物料衡算式，聯(lián)立求解此方程，就可以計算出平衡組成（一般用摩爾分數(shù)表示） ? 在壓力不太高時， Kp僅是溫度的函數(shù)?？捎蓽囟?、壓力查出 Kp，再根據(jù)指定組成和總壓計算 Jp，最后由 Jp/ Kp是否小于 1來判斷該狀態(tài)下有否析碳發(fā)生。 ? (2) 水碳比的影響 水碳比對于甲烷轉(zhuǎn)化影響重大，高的水碳比有利于甲烷的蒸汽重整反應(yīng)，同時，高水碳比也有利于抑制析碳副反應(yīng)。 ? （ 2） 轉(zhuǎn)化催化劑的使用和失活 轉(zhuǎn)化催化劑在使用前是氧化態(tài)，裝入反應(yīng)器后應(yīng)先進行嚴格的還原操作，使氧化鎳還原成金屬鎳才有活性。 （ 2）影響傳熱，使局部反應(yīng)區(qū)產(chǎn)生過熱而縮短反應(yīng)管使用壽命。 ? (1) 溫度的影響 溫度升高，反應(yīng)速率常數(shù) k增大，反應(yīng)速率亦增大；在上式中還有一項 Kp1也與溫度有關(guān)，因甲烷蒸汽轉(zhuǎn)化是要吸熱的，平衡常數(shù)隨溫度的升高而增大，結(jié)果反應(yīng)速率也是增大的。從動力學(xué)看，在反應(yīng)初期，增加系統(tǒng)壓力，相當(dāng)于增加了反應(yīng)物分壓，反應(yīng)速率加快。第二段轉(zhuǎn)化反應(yīng)器溫度 1000℃ ，出口甲烷降至%。 ? 圖 73 是以天然氣為原料日產(chǎn)千噸氨的大型合成氨廠的轉(zhuǎn)化工段流程圖。 ? （ 4）壓力 渣油氣化過程總結(jié)果是體積增加的，從平衡角度看，低壓有利。 ? 無催化劑存在時，變換反應(yīng)的速率極慢，即使溫度升至700℃ 以上反應(yīng)仍不明顯；因此必須采用催化劑。適用溫度范圍 160～ 500℃ ，屬寬溫變換催化劑。 ? (2)水碳比 高水碳比對反應(yīng)平衡和速率均有利，但太高時效果已不明顯，反而能耗過高，現(xiàn)常用 H2O/CO比為 4（水蒸氣 /水煤氣為 ）。這些原料制造合成氣時，其中的硫化物轉(zhuǎn)化成硫化氫和有機硫氣體，會使催化劑中毒，腐蝕金屬管道和設(shè)備，危害很大，必須脫除，并回收利用這些硫資源。 加氫脫硫催化劑是以 Al2O3為載體負載的 CoO和 MoO3，亦稱鈷鉬加氫脫硫劑。物理吸收法是利用有機溶劑在一定壓力下進行物理吸收脫硫，然后減壓而釋放出硫化物氣體，溶劑得以再生。最常用的濕式氧化法有蒽醌法（ ADA法）。 ? 靜夜四無鄰，荒居舊業(yè)貧。 2023年 3月 上午 4時 52分 :52March 29, 2023 ? 1行動出成果，工作出財富。 2023年 3月 29日星期三 上午 4時 52
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