【正文】 ～ 51 58 CO2: 13～ 18 10 CH4: 化學(xué)工藝學(xué) 圖 5－ 4 科柏斯－托切克煤氣化爐示意圖 化學(xué)工藝學(xué) 的爐內(nèi)溫度分布比較 化學(xué)工藝學(xué) 天然氣 優(yōu)質(zhì) 、 相對(duì)穩(wěn)定 、 價(jià)廉 、 清潔 、 環(huán)境友好的能源 。 反應(yīng)壓力 MPa 水碳比＝ T＝ 800℃ 甲烷平衡含量％ 化學(xué)工藝學(xué) 反應(yīng)溫度的影響 甲烷平衡含量％ 壓力 (MPa) 溫度 ℃ 1 800 870 910 950 1000 2 870 950 1000 1030 1100 4 940 1020 1080 1130 1200 水碳比為 2 溫度增加，甲烷平衡含量下降 化學(xué)工藝學(xué) （ 4）甲 烷 蒸 汽 轉(zhuǎn) 化 動(dòng) 力 學(xué) ? ：在鎳催化劑表面甲烷和水蒸汽解離成次甲基和原子態(tài)氧 ，并在催化劑表面吸附與互相作用 ， 最后生成 CO、 CO2和H2。 化學(xué)工藝學(xué) （ 1） S S ≤,可逆性中毒 催化劑活性越高，允許 S含量越低。 甲烷 、低碳烴和水蒸汽反應(yīng) ， 生成 H CO和 H2O。 化學(xué)工藝學(xué) 重油氣化的控制步驟 : 熱力學(xué)分析 ：均為可逆吸熱反應(yīng)，提高溫度可提高甲烷與碳黑的平衡轉(zhuǎn)化率。 3. 壓力 P↑ ， r↑ ， 因設(shè)備和能耗要求，常壓或高壓（ 30atm)。 化學(xué)工藝學(xué) CO2的脫除 CO變換反應(yīng)后， CO2含量約 28－ 30％，必須脫除。 ④ 消泡劑： 聚醚 幾十個(gè) ppm↓ 化學(xué)工藝學(xué) ? 靜夜四無鄰，荒居舊業(yè)貧。 2023年 3月 15日星期三 上午 12時(shí) 14分 52秒 00:14: ? 1楚塞三湘接，荊門九派通。 2023年 3月 上午 12時(shí) 14分 :14March 15, 2023 ? 1業(yè)余生活要有意義，不要越軌。 00:14:5200:14:5200:143/15/2023 12:14:52 AM ? 1成功就是日復(fù)一日那一點(diǎn)點(diǎn)小小努力的積累。 ② 有機(jī)胺的總濃度和 PH值 ↑，可以增加它們解離后的陰離子濃度因而加強(qiáng)了它們的催化作用，加速吸收反應(yīng)。 （ 3）物理吸收法（低溫甲醇、聚乙二醇二甲醚） （ 4）物理化學(xué)吸收法 化學(xué)工藝學(xué) 脫 S方法的選擇 ： （ 1） 有機(jī) S的脫除以干法為主 ， 為使總 S精脫到 1ppm以下 ，只能用干法 （ ZnO)。 Te:對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)化率 x的平衡溫度 化學(xué)工藝學(xué) 化學(xué)工藝學(xué) TOP與氣體原始組成、轉(zhuǎn)化率及催化劑有關(guān) . 氣體原始組成、催化劑一定： 反應(yīng)初期轉(zhuǎn)化率低，最適宜溫度較高；反應(yīng)后期，轉(zhuǎn)化率高，最適宜溫度較低。 當(dāng) P 5MPa， 應(yīng)以逸度 f的平衡常數(shù) Kf代替分壓表示的平衡常數(shù) Kp。 化學(xué)工藝學(xué) （ 1）天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化的工藝流程 美國(guó) Kellege法，美國(guó) ICI法，丹麥 TapsΦ e法 （ 2）各種方法的流程的主要不同點(diǎn) 化學(xué)工藝學(xué) 美國(guó) Kellege法 化學(xué)工藝學(xué) 天然氣 配入中壓蒸汽 對(duì)流段 一段轉(zhuǎn)化爐 變換工序 離開二段轉(zhuǎn)化爐 1200℃ 燃燒 二段轉(zhuǎn)化爐 對(duì)流段 少量水蒸汽 空氣 （ ～ ） 380 ℃ 500～ 550 ℃ 800－ 820 ℃ 850～ 860 ℃ 1000℃ CH4% CH4≈ % 回收 熱量 450 ℃ 370 ℃ 化學(xué)工藝學(xué) 化學(xué)工藝學(xué) (1)一段轉(zhuǎn)化爐 輻射段 ＋ 對(duì)流段 （反應(yīng)管與加熱室） (回收熱量） 爐管：耐熱合金鋼管（成本 1/6） ① 爐型 a 頂部燒嘴爐 b 側(cè)臂燒嘴爐 化學(xué)工藝學(xué) a 頂部燒嘴爐 化學(xué)工藝學(xué) b 側(cè)臂燒嘴爐 化學(xué)工藝學(xué) ② 轉(zhuǎn)化爐管 Φ： 70 ～ 120 mm 臂厚： 11 ～ 18 mm 長(zhǎng)度： 10 ～ 12 m 爐管結(jié)構(gòu)：冷底式 熱底式 豬尾管 化學(xué)工藝學(xué) (2)二段轉(zhuǎn)化爐 ① 二段轉(zhuǎn)化爐的作用 a 甲烷進(jìn)一步轉(zhuǎn)化 b 調(diào)節(jié) H/C比 ②二段轉(zhuǎn)化爐的結(jié)構(gòu) 立式圓筒，內(nèi)徑約 3米，高約 13米， 殼體材質(zhì)為碳鋼， 內(nèi)襯不含硅的耐火材料，爐殼外保溫。 高活性： Ni晶粒?。ǚ€(wěn)定） 較大比表面（ Ni/Al2O3) ： Al2O MgO、 CaO、 TiO MoO 稀土氧化物 助劑用量一般為 Ni含量的 10％以下 化學(xué)工藝學(xué) 載體作用： 使鎳的晶體盡量分散，達(dá)到較大 的比表面以及阻止鎳晶體熔結(jié)。 P CO2 y y/(1+m+2x) 空氣吹凈： 此部分吹風(fēng)氣可以回收。 化學(xué)工藝學(xué) 第五章 合成氣的生產(chǎn)工藝與設(shè)備 化學(xué)工藝學(xué) ? 合成氣的應(yīng)用及發(fā)展前景 ? 應(yīng)用 合成氣 （ synthesis gas or syngas) CO和 H2的混合物 原料： 煤 油 天然氣 油頁(yè)巖 、 石油砂 農(nóng)林廢料 、 城市垃圾 化學(xué)工藝學(xué) 氫能利用背景 ? 化石類能源使用 ? 過渡開采化石類能源的逐漸枯竭 ? 石油價(jià)格不斷攀升 ? 各國(guó)替代能源發(fā)展政策 – 美國(guó) – 加拿大 – 歐洲 – 中國(guó) 我國(guó) GDP下降~% 化學(xué)工藝學(xué) Hydrogen in energy systems, 18502150 化學(xué)工藝學(xué) 氫氣的利用是最佳的選擇 ? 穩(wěn)定的能源 – 可再生性 – 來源穩(wěn)定，不受地緣界定影響 – 價(jià)格穩(wěn)定 ? 綠色能源 – 溫室氣體 – 空氣質(zhì)量 – 可持續(xù)性 ? 更多 …. 化學(xué)工藝學(xué) 氫獲取途徑 化學(xué)工藝學(xué) ? 應(yīng)用 合成氣 NH3 合成氣 乙烯、丙烯 合成氣 甲醇 醋酸 汽油、烯烴、芳烴