合成氣的生產(chǎn)過程講義(ppt76頁)-免費(fèi)閱讀
【正文】 2023年 3月 29日星期三 上午 4時(shí) 51分 55秒 04:51: ? 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(shí) 51分 55秒 04:51:5529 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。 :51:5504:51Mar2329Mar23 ? 1故人江海別，幾度隔山川。例如，國內(nèi)合成氨裝置聯(lián)合生產(chǎn)甲醇都采用濃氨水脫除二氧化碳，同時(shí)得到碳酸氫銨。 o 鈷鉬催化劑成分： MoO CoO；載體 Al2O3； o 催化劑硫化后活性更高。 CO含量較高，則應(yīng)采用中溫變換。 加壓變換設(shè)備體積小，布置緊湊。近幾年，化工行業(yè)積極推廣。 Cr2O3作用：將活性組分 Fe3O4分散，使之具有更細(xì)的微孔結(jié)構(gòu)和較大的比表面積；防止 Fe3O4的結(jié)晶成長，使催化劑耐熱性能提高，延長使用壽命（；提高催化劑的機(jī)械強(qiáng)度，抑制析碳副反應(yīng)等。 ? 油氣化工段由日本宇部株式會(huì)社引進(jìn) ， 采用美國 Texaco公司油氣化激冷流程 。 （ 2）芳香烴直接催化裂解生成 H CO、 CO2，然后CO和 H2生成甲烷。 加壓下轉(zhuǎn)化可以大大地節(jié)省動(dòng)力；加壓操作可以提高后部工序的設(shè)備生產(chǎn)能力； 加壓下蒸汽轉(zhuǎn)化可以提高熱效率；加壓轉(zhuǎn)化可以提高設(shè)備能力 水碳比： 水碳比高有利于防止積碳，殘余甲烷含量也低。但高溫下，反應(yīng)管的材質(zhì)經(jīng)受不了，需要將轉(zhuǎn)化過程分為兩段進(jìn)行。 轉(zhuǎn)化氣經(jīng)兩個(gè)廢熱鍋爐回收熱量后，溫度被降至330℃ 左右，送去合成工序。“紅管”現(xiàn)象 （ 6）工業(yè)生產(chǎn)方法 甲烷蒸汽轉(zhuǎn)化過程中控制的主要工藝條件是溫度、壓力、水碳比、空氣加入量等。助催化劑用量一般為鎳含量的 10％ (質(zhì)量 )以下。 a. 危害 K P 1 = P H 2 2 / P C H 4K P 2 = P C O 2 / P C O 2K P 3 = P H 2 O /P C O P H 2控制水碳比、適宜的溫度和壓力來解決析碳。 P CO2 y y/(1+m+2x) C H 4 + H 2 O C O + 3 H 2C H 4 + 1 / 2 O 2 C O + 2 H 2催 化 劑高 溫 強(qiáng) 外 供 熱 ,技 術(shù) 成 熟 , H2 / C O = 3熱 平 衡 , H 2 / C O 易 調(diào) 節(jié) .需 純 氧部 分 氧 化 法H 2 9 8?= 2 0 6 k J / m o l= 3 5 . 7 k J / m o lH 2 9 8?C H 4 + H 2 O C O + 3 H 2C H 4 + 1 / 2 O 2 C O + 2 H 2催 化 劑高 溫強(qiáng) 外 供 熱 ,技 術(shù) 成 熟 , H 2 / C O = 3熱 平 衡 , H 2 / C O 易 調(diào) 節(jié) .需 純 氧部 分 氧 化 法H 2 9 8?= 2 0 6 k J / m o l= 3 5 . 7 k J / m o lH 2 9 8?? 蒸汽轉(zhuǎn)化法 Steam reforming 部分氧化法 Partial oxidation C H 4 + H 2 O C O + 3 H 2C H 4 + 1 / 2 O 2 C O + 2 H 2催 化 劑高 溫強(qiáng) 外 供 熱 ,技 術(shù) 成 熟 , H 2 / C O = 3熱 平 衡 , H 2 / C O 易 調(diào) 節(jié) .需 純 氧部 分 氧 化 法H 2 9 8?= 2 0 6 k J / m o l= 3 5 . 7 k J / m o lH 2 9 8?C H 4 + H 2 O C O + 3 H 2C H 4 + 1 / 2 O 2 C O + 2 H 2催 化 劑高 溫 強(qiáng) 外 供 熱 ,技 術(shù) 成 熟 , H2 / C O = 3熱 平 衡 , H 2 / C O 易 調(diào) 節(jié) .需 純 氧部 分 氧 化 法H 2 9 8?= 2 0 6 k J / m o l= 3 5 . 7 k J / m o lH 2 9 8? 1. 蒸汽轉(zhuǎn)化法 （ 1）轉(zhuǎn)化機(jī)理 OHCHCOCOCCO2H2CCH22224???????析炭副反應(yīng) 一般說來，獨(dú)立反應(yīng)數(shù)等于反應(yīng)系統(tǒng)中所有的物質(zhì)數(shù)減去形成這些物質(zhì)的元素?cái)?shù)。 動(dòng)力學(xué)特征 氣固反應(yīng)，反應(yīng)速率不僅與化學(xué)反應(yīng)速率，還與氣化劑向碳 表面的擴(kuò)散速率有關(guān)。 60年代，在傳統(tǒng)費(fèi)托合成的基礎(chǔ)上 ,南非開發(fā)了 SASOL 工藝，生產(chǎn)液體燃料并聯(lián)產(chǎn)乙烯等化工產(chǎn)品。 早在 1913年已開始從合成氣生產(chǎn)氨，現(xiàn)在氨已成為最大噸位的化工產(chǎn)品。 1923年德國 BASF公司首次用合成氣在高溫下用鋅鉻催化劑實(shí)現(xiàn)了甲醇合成工業(yè)化。 1960年，聯(lián)邦德國巴登苯胺純堿公司的甲醇羰基化生產(chǎn)醋酸工藝工業(yè)化； 1970年，美國孟山都公司對(duì)此法作了重大改進(jìn)，使之成為生產(chǎn)醋酸的主要方法，進(jìn)而帶動(dòng)了有關(guān)領(lǐng)域的許多研究。另外，反應(yīng)速率還與煤的種類有關(guān)：無煙煤 焦炭 褐煤（反應(yīng)活性） (1) 對(duì)于碳與氧氣的反應(yīng)，一般認(rèn)為先生成 CO2，然后CO2再與碳反應(yīng)生成 CO. T 775℃ ，動(dòng)力學(xué)控制 T 900℃ ，擴(kuò)散控制 增加擴(kuò)散反應(yīng)速率措施： a 氣速 ↑ b 顆粒直徑 ↓ 775℃ T 900℃ ，過渡區(qū) O2的一級(jí)反應(yīng) （ 2） C與 CO2的還原反應(yīng)在 2023℃ 以下，屬于動(dòng)力學(xué)控制，反應(yīng)速率大致為 CO2的一級(jí)反應(yīng)。 有炭黑時(shí)，獨(dú)立反應(yīng)數(shù)為 3。 P 合計(jì) 1+m 1+m+2x P 氣體在反應(yīng)后各組分的平衡分壓 ))(()3()21]())(1()3)(([22224222331yxmyxyxyPPPPKxmpyxmxyxyxPPPPKOHCOHCOPOHCHHCOP??????????????? TKlgTKlg2732P2731P??????????????????圖解法或迭代法求解 x,y b. 平衡組成的計(jì)算 c. 影響轉(zhuǎn)化反應(yīng)平衡組成的因素 水碳比 反應(yīng)溫度 反應(yīng)壓力 水碳比的影響 水碳比 甲烷平衡含量 (%) 2 4 6 P=、 T=800℃ 水碳比越高，甲烷平衡含量越低。 3PHCOOH2P2COCO1PCH2H KpppKppKpp22242 ??? 由 CO歧化反應(yīng)生成碳的速度比同一條件下 CH4裂解反應(yīng)生成碳的速度要快 3~10倍。 載體： 使鎳的晶粒盡量分散，較大比表面。同時(shí)還要考慮到爐型、原料、爐管材料、催化劑等對(duì)這些參數(shù)的影響。 主要設(shè)備 一段轉(zhuǎn)化爐 ： 若干根反應(yīng)管與加熱室的輻射段以及回收熱量的對(duì)流段兩個(gè)主要部分組成。第一段轉(zhuǎn)化 800℃ 左右，出口殘余甲烷 10%（干基）左右。當(dāng)原料氣中無不飽和烴時(shí)，水
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