合成氣的生產(chǎn)過程培訓(xùn)課件ppt46頁(yè))-文庫(kù)吧資料
2025-03-14 04:52本頁(yè)面
【正文】 溫度 ℃ 1 800 870 910 950 1000 2 870 950 1000 1030 1100 4 940 1020 1080 1130 1200 吸熱反應(yīng)， 高溫 有利！ 高溫 還可 抑制 CO歧化和還原析碳的 副反應(yīng) 影響甲烷水蒸氣轉(zhuǎn)化反應(yīng)平衡的主要因素 C H 4 H 2 O C O+ + 3 H 2 ? H 2 9 8 ? ? ? 2 0 6 k j / m o l水碳比 H2O/CH4摩爾比 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 高 水碳比有利于 抑制 析碳 副反應(yīng) 壓力 反應(yīng)體積增大， 低壓有利 平衡 C H 4 H 2 O C O+ + 3 H 2催化劑 鎳活性成分 ＋ 助催化劑 ＋ 載體 ＋ 堿性物質(zhì) 助催化劑 ：提高活性、改善性能： 金屬氧化物 載體 ：提高表面積，防止燒結(jié)： Al2O3 或 MgAl2O4尖晶石 堿性物質(zhì) ：中和酸性 負(fù)載型 催化劑 或 粘結(jié)型 催化劑 浸漬法 ?使用前還原： 活性成分 Ni ?使用中活性下降：老化、中毒、積碳 ?活性下降判斷： 成分 制備 使用 出口氣中 甲烷含量 升高 出口 平衡溫距 增大 “紅管” 現(xiàn)象 S、 As、 Cl、 Cu、 Pb 天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化過程工藝 條件 壓力 低壓有利轉(zhuǎn)化反應(yīng) 高壓有利于傳熱 加壓反應(yīng)， 3 MPa 溫度 高溫有利反應(yīng) 一段轉(zhuǎn)化爐 ：變溫反應(yīng)器 650℃ → 650℃ →800 ℃ 二段轉(zhuǎn)化爐 ： 1000 ℃ 補(bǔ) O2 水碳比 高氣流速度有利于傳熱 左右 氣流速度 高水碳比有利于防止積碳 甲烷10% 節(jié)能：降低水碳比 高活性催化劑 提高一段爐出口溫度 % 天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化 流程和主要設(shè)備 一段轉(zhuǎn)化 頂燒爐 側(cè)燒爐 二段轉(zhuǎn)化 轉(zhuǎn)化爐 把 CH4的 部分氧化 和 蒸汽轉(zhuǎn)化 組合在一個(gè)反應(yīng)器中進(jìn)行 進(jìn)料為 天然氣、純氧和水蒸氣 反應(yīng)器上部（ 燃燒段 ）：無需催化劑 反應(yīng)器下部（ 蒸汽轉(zhuǎn)化 ） : 顆粒狀 鎳 催化劑， 含 氧化鋁 的尖晶石為載體 C H 4 C O+ + 2 H 2 O ? H 2 9 8 ? ? ?? ? ? ? k J / m o l3 / 2 O 2C H 4 H 2 O C O+ + 3 H 2 ? H 2 9 8 ? ? ? 2 0 6 k j / m o l燃燒段 蒸汽轉(zhuǎn)化 ART 工藝 新工藝：節(jié)能，靈活調(diào)節(jié) H2/CO Sparg 工藝 C H 4 2 C O+ + 2 H 2 ? H 2 9 8 ? ? ? 2 4 7 k j / m o lC O 2利用 CO2來轉(zhuǎn)化 CH4 ?反應(yīng)溫度： 1200 K 壓力： ~ V(H2O) / V(CH4) = ~ 3 ?催化劑 ： Ni/Al2O3 H2/CO： ~ 通常在催化劑中加入一定量的 鉀 或 堿土金屬 ，加速碳從 催化劑表面的脫除。 化學(xué)平衡式 若反應(yīng)前體系中組分 CH CO、 CO H2O、 H N2的物質(zhì)的量分別為 n(CH4)、 n(CO)、 n(CO2)、 n(H2O)、 n(H2)、n(N2)， 總壓 (絕對(duì)壓力 )為 p。 天然氣 天然氣制合成氣的工藝技術(shù) 蒸汽轉(zhuǎn)化法 部分氧化法 C H 4 H 2 O C O+ + 3 H 2 ? H 2 9 8 ? ? ? 2 0 6 k j / m o lC H 4 1 / 2 O 2 C O+ + 2 H 2 ? H 2 9 8 ? ? ? 3 5 . 7 k j / m o l技術(shù)成熟，目前廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)合成氣、純氫氣和合成氨原料氣。 ?目前 ， 世界上約有 80％ 的 合成氨及尿素 、 80％ 的甲醇及甲醇化學(xué)品 、 40％ 的 乙烯 （ 丙烯 ） 及衍生品 、 60%的 乙炔及炔屬化學(xué)品 等都是以天然氣為原料生產(chǎn)的 。CH4含量 90%。 ?氣化時(shí)所得的氣體也稱之為 煤氣 ，其有效成分包括 CO、 H2和 CH4等 ?氣化煤氣可用作城市煤氣、工業(yè)燃?xì)?、合成氣和工業(yè)還原氣 煤氣化過程工藝原理 C 1 / 2 O 2 C O+C O 2 C O 2+C H2O C O+ + H2C 2 H2O C O2+ + 2 H 2C 2 H2 C H 4+? H2 9 8?? ? 1 2 3 k j / m o l
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