【正文】 —CH4先與 O2燃燒生成 H2O和 CO2，在燃燒過程中 O2完全消耗 ， 剩余的 CH4再與 H2O和CO2進(jìn)行轉(zhuǎn)化反應(yīng)生成 H2和 CO。 直接氧化機(jī)理 —CH4直接在催化劑上分解生成 H2和表面碳物種 (CHx)， 表面碳物種再與表面氧反應(yīng)生成 CO。 甲烷部分氧化的兩種反應(yīng)機(jī)理 《 天然氣化工工藝學(xué) 》 第 3章 POM反應(yīng)的動力學(xué)分析 《 天然氣化工工藝學(xué) 》 第 3章 POM反應(yīng)催化劑積炭研究 升溫或減壓 ， CH4裂解產(chǎn)生積炭的可能性增大， CO歧化積炭的可能性減少 ， 消炭程度增加 。此外體系中的 CH CO H2O分壓都對是否積炭有很大的影響 。 甲烷部分氧化積炭區(qū)隨溫度、物料比關(guān)系圖 催化劑 Ir、 Pt、 Pd、 Rh、 Ru等負(fù)載型貴金屬催化劑，所用載體主要為 Al2O MgO、 SiO2和獨石等； 以 Ni、 Co為主 的負(fù)載型催化劑 ， 所用載體主要為Al2O TiO SiO ZrO Y型分子篩等； 第一、二類催化劑都有較好的反應(yīng)性能，但第二類由于采用貴金屬增加了催化劑的使用成本。因此一般認(rèn)為第一類催化劑尤其是 Ni負(fù)載型催化劑具有良好的反應(yīng)性能，而且價格適中，具有工業(yè)應(yīng)用前景。 《 天然氣化工工藝學(xué) 》 第 3章 金屬氧化物催化劑 主要包括鈣鈦礦型氧化物和 La2O3ZrO Y2O3ZrO2復(fù)合氧化物催化劑。 POM反應(yīng)催化劑 POM反應(yīng)器 面臨問題： 由于反應(yīng)空速大，放熱密度高，停留時間短，使在這類反應(yīng)器中反應(yīng)釋放的熱量不易散去，易于在催化劑床層形成熱點 和出現(xiàn) 飛溫 ，反應(yīng)很難控制；并且預(yù)混合的 CH4與 O2是可燃的，需要謹(jǐn)慎操作，避免甲烷與氧氣比例達(dá)到 爆炸極限 。 改進(jìn)： 固定床兩段法造氣工藝 — 通過分段進(jìn)氧，在一段反應(yīng)器中進(jìn)行甲烷的低溫催化燃燒，消耗部分氧氣，使整個反應(yīng)中甲烷與氧氣的比例更偏離爆炸極限區(qū)；同時甲烷催化燃燒預(yù)熱了二段部分氧化反應(yīng)器的原料氣，使部分氧化反應(yīng)自熱進(jìn)行。 (1) 固定床反應(yīng)器 優(yōu)點： 因為在流化床中混合氣體在翻騰的催化劑里充分和催化劑接觸，熱傳遞好，確保催化劑床層 溫度均衡 。流化床反應(yīng)器可以提供 絕熱、低積炭 下的穩(wěn)定操作。 缺點： 易出現(xiàn)粉化的催化劑隨反應(yīng)產(chǎn)物被帶離流化態(tài)區(qū)域，而導(dǎo)致反應(yīng)溫度下降，催化劑上發(fā)生甲烷化反應(yīng)使轉(zhuǎn)化率和選擇性下降。 《 天然氣化工工藝學(xué) 》 第 3章 (2) 流化床反應(yīng)器 優(yōu)點： (1) 更安全的反應(yīng)環(huán)境 ， 可以在對于固定床反應(yīng)器可能是極為危險的反應(yīng)條件下進(jìn)行操作；膜反應(yīng)器在更低的甲烷與氧的配比下反應(yīng)而 不存在爆炸的危險 。 (2)甲烷部分氧化反應(yīng)產(chǎn)物通過膜的微孔擴(kuò)散到反應(yīng)器外 ， 可以打破反應(yīng)的熱力學(xué)平衡 ， 獲得 較高的轉(zhuǎn)化率 。 (3) POM反應(yīng)需用純氧作氧源 ， 用傳統(tǒng)的空氣分離方法制純氧工藝能耗提高 ， 且設(shè)備龐大 。 膜反應(yīng)器將膜分離空氣和甲烷部分氧化反應(yīng)組合在一起 ， 從而 降低投資 和減少生產(chǎn)成本 。 《 天然氣化工工藝學(xué) 》 第 3章 (3) 膜反應(yīng)器 聯(lián)合轉(zhuǎn)化制合成氣 為改善甲烷水蒸汽轉(zhuǎn)化 、 CO2轉(zhuǎn)化 、 部分氧化轉(zhuǎn)化等單一轉(zhuǎn)化工藝中的不足 ， 研究人員將甲烷的水蒸汽轉(zhuǎn)化 、 部分氧化 、 非催化氧化相互結(jié)合 。 已工業(yè)化的有甲烷蒸汽轉(zhuǎn)化和部分氧化結(jié)合的聯(lián)合轉(zhuǎn)化 、 非催化氧化工藝和蒸汽轉(zhuǎn)化結(jié)合的自熱轉(zhuǎn)化 (Auto Transforming Reaction, ATR)。 《 天然氣化工工藝學(xué) 》 第 3章 （ 氧化 重整聯(lián)合：介紹 ） 煙囪 燃?xì)鉁u輪機(jī) 蒸汽渦輪機(jī) 發(fā)電機(jī)（ III） CO2 合成氣的精制和分離 目的：將合成氣中的 H2和 CO分離并單獨利用。 《 天然氣化工工藝學(xué) 》 第 3章 低溫分離法 變壓吸附法 膜分離法 溶液吸收法 獲取 純 CO的主要方法 從合成氣中獲取 純 H2的主要方法為 變壓吸附法 。 《 天然氣化工工藝學(xué) 》 第 3章 其原理是基于合成氣各組分具有不同飽和蒸汽壓。 溫度 /K PsCO/MPa (pc) PsCH4/MPa CO在不同溫度下的飽和蒸汽壓 將合成氣的溫度降低到 CO的臨界溫度 且在H2臨界溫度 ，并使壓力對應(yīng)于 CO對應(yīng)的 飽和蒸汽壓 ，即可實現(xiàn) CO冷凝為液體而 H2不被冷凝，從而達(dá)到二者分離的目的。 低溫分離法 (1)部分冷凝法 :當(dāng)合成氣壓力較高 (3～ 4MPa)、 H2與 CO摩爾比較高 、 及 CH4含量很小時 ， 分離回收 CO， 且對產(chǎn)品 H2的純度要求不高的情況下 ， 適合采用部分冷凝法； (2)部分液態(tài)甲烷洗滌法 :轉(zhuǎn)化合成氣中含一定量的 CH4， 若 CH4含量高 ， 用液態(tài)甲烷洗滌法 分別得到高純度的 H CO和 CH4。 《 天然氣化工工藝學(xué) 》 第 3章 部分冷凝法回收 CO流程示意圖 液態(tài)甲烷洗滌法回收 CO流程示意圖 低溫分離法工藝 （ P6667) 《 天然氣化工工藝學(xué) 》 第 3章 ?變壓吸附法 —— 通過加壓將合成氣中 CO吸附在含銅的吸附劑中 ， 而其它氣體基本上排出； ?膜分離法 —— 通過膜對氣體吸收和滲透的速率不同而達(dá)到分離氣體的目的； ?溶液吸收法 —— 包括銅氨液吸收法和雙金屬鹽絡(luò)合吸收法 ， 吸收劑分別為銅氨液以及四氯亞銅鋁與甲苯的絡(luò)合物 。 其它分離方法 單元重點 ? 天然氣脫硫和 Claus硫磺回收工藝； ? 天然氣制合成氣主要技術(shù) (兩段重整工藝）； ? 反應(yīng)原理和催化過程； ? 工藝流程比較（ CH4H2O(g) 轉(zhuǎn)化和 CH4CO2轉(zhuǎn)化）； ? 制合成氣目的是為燃料合成（ synfuel gasoline） ,甲醇和化學(xué)品合成提供基礎(chǔ)原料。 謝謝觀看 /歡迎下載 BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES. BY FAITH I BY FAITH