合成氣的生產(chǎn)過程講義(完整版)
【正文】 總過程為強(qiáng)吸熱的。目前最通用的分類方法是按反應(yīng)器分類，分為固定床（移動床）、流化床、氣流床和熔融床。 4 氣流床連續(xù)式氣化制水煤氣法 ? 較早的氣流床法是 KT法，由德國 Koppers公司的Totzek工程師開發(fā)成功，是一種在常壓、高溫下以水蒸氣和氧氣與粉煤反應(yīng)的氣化法。 表 71 甲烷水蒸氣反應(yīng)和一氧化碳變換反應(yīng)的平衡常數(shù) ? 根據(jù)物料衡算可計(jì)算出反應(yīng)后各組分的組成和分壓，若反應(yīng)達(dá)平衡，該表中各項(xiàng)則代表各對應(yīng)的平衡值，可將有關(guān)組分的分壓代入甲烷水蒸氣轉(zhuǎn)化制合成氣反應(yīng)的 Kp1和CO變換反應(yīng)的 Kp2的公式，整理后得到。 甲烷水蒸氣轉(zhuǎn)化體系中，水蒸汽是一個重要組分，由各析碳反應(yīng)生成的碳與水蒸汽之間存在的平衡，通過熱力學(xué)計(jì)算，可求得開始析碳時(shí)所對應(yīng)的 H2O/CH4摩爾比，稱為熱力學(xué)最小水碳比。壓力對一氧化碳變換反應(yīng)平衡無影響。轉(zhuǎn)化催化劑在使用中出現(xiàn)活性下降現(xiàn)象的原因主要有老化、中毒、積碳等。生產(chǎn)中，催化劑活性顯著下降可由三個現(xiàn)象來判斷：其一是反應(yīng)器出口氣中甲烷含量升高；其二是出口處平衡溫距增大。此外加壓尚可使反應(yīng)體積減小。但從工程角度考慮，適當(dāng)提高壓力對傳熱有利，因?yàn)棰俟?jié)省動力消耗② 提高傳熱效率③ 提高過熱蒸汽的余熱利用價(jià)值。實(shí)驗(yàn)指出，當(dāng)原料氣中無不飽和烴時(shí)，水碳比若小于 2，溫度到 400℃ 時(shí)就析碳，而當(dāng)水碳比大于 2時(shí)，溫度要高達(dá) 1000℃ 才有碳析出；但若有較多不飽和烴存在時(shí)，即使水碳比大于 2，當(dāng)溫度 ≥400℃ 時(shí)就會析碳。烴類的轉(zhuǎn)化和焦炭的氣化是吸熱的，高溫對反應(yīng)平衡和速率均有利。渣油部分氧化過程的操作壓力一般為 ～，有的用 ， （ 5）原料的預(yù)熱溫度 一般控制在 120～ 150℃ 。適用溫度范圍 300～ 530℃ 。 ? （ 1）反應(yīng)機(jī)理和動力學(xué)方程式 目前提出的 CO變換反應(yīng)機(jī)理很多，流行的有兩種，一種觀點(diǎn)認(rèn)為是 CO和 H2O分子先吸附到催化劑表面上，兩者在表面進(jìn)行反應(yīng)，然后生成物脫附；另一觀點(diǎn)認(rèn)為是被催化劑活性位吸附的 CO與晶格氧結(jié)合形成 CO2并脫附，被吸附的 H2O解離脫附出 H2，而氧則補(bǔ)充到晶格中，這就是有晶格氧轉(zhuǎn)移的氧化還原機(jī)理。在工程實(shí)際中，降溫措施不可能完全符合最佳溫度曲線，變換過程是采用分段冷卻來降溫，即反應(yīng)一段時(shí)間后進(jìn)行冷卻，然后再反應(yīng)，如此分段越多，操作溫度越接近最佳溫度曲線。因此也需要脫除CO2，回收的 CO2可加以利用。 鈷鉬加氫轉(zhuǎn)化后用氧化鋅脫除生成的 H2S。冷甲醇法可以同時(shí)或分段脫除 H2S、CO2和各種有機(jī)硫，還可以脫除 HCN、 C2H C3及 C3以上氣態(tài)烴、水蒸氣等，能達(dá)到很高的凈化度。 ? 國內(nèi)外各種脫碳方法多采用溶液吸收劑來吸收 CO2，根據(jù)吸收機(jī)理可分為化學(xué)吸收和物理吸收兩大類。 04:52:0404:52:0404:523/29/2023 4:52:04 AM ? 1以我獨(dú)沈久，愧君相見頻。 上午 4時(shí) 52分 4秒 上午 4時(shí) 52分 04:52: ? 沒有失敗，只有暫時(shí)停止成功！。 2023年 3月 上午 4時(shí) 52分 :52March 29, 2023 ? 1少年十五二十時(shí)，步行奪得胡馬騎。 :52:0404:52:04March 29, 2023 ? 1意志堅(jiān)強(qiáng)的人能把世界放在手中像泥塊一樣任意揉捏。 2023年 3月 上午 4時(shí) 52分 :52March 29, 2023 ? 1業(yè)余生活要有意義，不要越軌。 上午 4時(shí) 52分 4秒 上午 4時(shí) 52分 04:52: ? 楊柳散和風(fēng)，青山澹吾慮。 04:52:0404:52:0404:523/29/2023 4:52:04 AM ? 1成功就是日復(fù)一日那一點(diǎn)點(diǎn)小小努力的積累。 04:52:0404:52:0404:52Wednesday, March 29, 2023 ? 1乍見翻疑夢，相悲各問年。 ? 1 化學(xué)吸收法 ? 目前常用的化學(xué)吸收法是改良的熱鉀堿法，即在碳酸鉀溶液中添加少量活化劑，以加快吸收 CO2的速率和解吸速率，根據(jù)活化劑種類不同，改良熱鉀堿法又分為以下幾種： (1) 本菲爾（ Benfild）法 （ 2）復(fù)合催化法 （ 3）空間位阻胺促進(jìn)法 （ 4）氨基乙酸法 ? 2 物理吸收法 ? 目前國內(nèi)外使用的物理吸收法主要有冷甲醇法、聚乙二醇二甲醚法和碳酸丙烯酯法。 ? 常用的吸收劑為環(huán)丁砜 烷基醇胺（例如甲基二乙醇胺）混合液，前者對硫化物是物理吸收，后者是化學(xué)吸收。 ? 2 濕法脫硫 濕法脫硫劑為液體，一般用于含硫高、處理量大的氣體的脫硫。 ? 脫硫有干法和濕法兩大類。 ? 一氧化碳變換流程是許多種，包括常壓、加壓；兩段中溫變換（亦稱高變）、三段中溫變換（高變）、高 低變串聯(lián)等等。下面各舉一例。該類催化劑另一弱點(diǎn)是易中毒，所以原料氣中硫化物的體積分?jǐn)?shù)不得超過 106。過熱蒸汽最高能到 400℃ 。 （ 2）氧油比 氧油比是重要的控制指標(biāo)之一，氧油比常用的單位是標(biāo)準(zhǔn) m3（氧） /kg（油）。 ? （ 4）氣流速度 反應(yīng)爐管內(nèi)氣體流速高有利于傳熱，降低爐管外壁溫度，延長爐管壽命。 ? （ 2）溫度 從熱力學(xué)角度看，高溫下甲烷平衡濃度
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