【正文】 蒸氣過(guò)量，使原料氣中 CO含量下降、絕熱溫升減小。 （ 3）水蒸汽比 增加水蒸氣用量，可提高 CO平衡變換率，加快反應(yīng)速度，防止催化劑進(jìn)一步被還原，避免析碳及生成甲烷的副反應(yīng)。 加壓變換過(guò)程的濕變換氣中水蒸氣冷凝溫度高，有利于熱能回收。 動(dòng)力學(xué)角度分析，加壓可提高反應(yīng)速度，因?yàn)樽儞Q催化劑存加壓下比常壓下活性更高。 （ 1）溫度 變換反應(yīng)是可逆的放熱反應(yīng)，必然存在著最佳反應(yīng)溫度。 活性組分： Cu微晶 助劑作用：使 Cu微晶高度分散，防止燒結(jié)，使細(xì)小，具有較大比表面。 c 低變催化劑 以氧化銅為主體，加入氧化鋅和氧化鋁助劑。低溫活性好，活性溫區(qū)寬（ 160~500℃ ），耐硫耐毒性強(qiáng)。在使用前，通含硫化氫的氣體硫化。 有機(jī)硫化物通過(guò)鐵基變換催化劑轉(zhuǎn)變?yōu)榱蚧瘹洹? 添加 (K2CO3)也能提高催化劑的活性，單獨(dú)添加極少量的(K2CO3)，就有一定促進(jìn)效果，如同時(shí)添加 Cr2O3，則效果更佳?；钚詼囟龋?350450℃ 。 a 中高變催化劑： 鐵 鉻系催化劑 活性組分 Fe3O4， Cr2O3助催化劑的成分。 副反應(yīng) 變換反應(yīng)的平衡受溫度、水碳比 (即原料氣中 H2O／CO的摩爾比 )、原料氣中 CO2含量等因素影響：低溫和高水碳比有利于平衡右移、壓力對(duì)平衡無(wú)影響。 以重油為原料，加壓部分氧化、冷法凈化制氨流程 空氣 分離 原料油 部分氧化 CO變換 甲醇洗 蒸汽 合成 壓縮 氮洗 氨 六、 CO的變換 一氧化碳與水蒸氣反應(yīng)生成氫和二氧化碳的過(guò)程，稱為 CO變換或水煤氣變換（ water gas shift）。 C + H 2 O C O + H 2 ? 重油部分氧化 重質(zhì)烴類和氧氣進(jìn)行部分燃燒 ，由于反應(yīng)放熱使部分 C、 H化合物發(fā)生熱裂解 ，以及裂解產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化反應(yīng) ， 最終得到 CO+H2及少量 CO2+CH4的合成氣 重 油 常壓重油 減壓重油 裂化重油 除 C、 H外還有 S、 O、N等，若計(jì)入 S則虛擬分子式 CmHnSr；還有微量元素 Na、 Mg、V、 Ni、 Fe、 Si等 五、重油部分氧化生產(chǎn)合成氣 C m H n + ( m / 2 ) O 2 m C O + ( n / 2 ) H 2 (1)氣化反應(yīng) 重油霧滴氣化： C m H n + ( m / 2 + n / 4 ) O 2 m C O + ( n / 2 ) H 2 O(2)氣態(tài)烴的氧化燃燒 （燃燒反應(yīng)，生成 CO2+H2O，放出大量的熱）： CmHn + (m + n/4)O2 mCO2 + n/2H2O C m H n + ( m / 2 + n / 4 ) O 2 m C O + ( n / 2 ) H 2 OC m H n + ( m / 2 ) O 2 m C O + ( n / 2 ) H 2(3)氣態(tài)烴高溫?zé)崃呀?： C m H n ( m n / 4 ) C + ( n / 4 ) C H 4 C H 4 C + 2 H 2 (4)氣態(tài)烴與蒸汽反應(yīng)： C m H n + m H 2 O m C O + ( n / 2 + m ) H 2C m H n + 2 m H 2 O m C O 2 + ( n / 2 + 2 m ) H 2(5)其它反應(yīng)： C m H n + m C O 2 2 m C O + ( n / 2 ) H 2C H 4 + H 2 O C O + 3 H 2C H4 + 2 H 2 O C O 2 + 4 H 2C 4 + C O 2 2 C O + 2 H 2C + C O2 2 C O C + H 2 O C O + H 2 C O + H 2 O C O 2 + H 2 （ 1）原料油和氣化劑（ O2+H2O)的預(yù)熱 （ 2）高溫下部分氧化 （ 3）出口高溫合成氣的熱能回收 （ 4）碳黑的消除與回收 ? 寧夏化工廠 30萬(wàn)噸合成氨對(duì)造氣過(guò)程分為油氣化和碳黑回收工段；油氣化中的氣化氣所帶碳黑，經(jīng)激冷室和文丘里洗滌器被洗滌下來(lái)，在碳黑回收工段采用兩步石腦油萃取油回收碳黑水中碳黑，再返回氣化工段作為氣化原料 。 （ 2）防止析碳方法 ①提高水碳比 ②改進(jìn)催化劑 K2O作助催化劑 ⅰ 可與酸性載體中和，防止石腦油裂解為烯烴，以及防止烯烴脫氫成為碳黑。純?chǔ)? Al2O3不析碳，含少量 SiO2析碳。 最終產(chǎn)物的平衡組成由 CO變換決定 C n H m + n H 2 O n C O + ( n + m / 2 ) H 2C O + H 2 O C O 2 + H 2C H 4 2 H 2 + C C n H m n C H x + ( m n x ) / 2 H 2C H x x / 2 H 2 + C 2 C O C + C O 2 C O + H 2 C + H 2 O 石腦油蒸汽轉(zhuǎn)化的總結(jié)果 ： 副反應(yīng) （ 1）析碳原因 ①由于活性組分 Ni的存在， Ni表面有 NiC生成。甲烷、低碳烴和水蒸汽反應(yīng)，生成 H CO和 H2O。 關(guān)鍵問(wèn)題：析碳 （ 1） T 650 ℃ 發(fā)生熱裂解， 生成低級(jí)飽和烴和不飽和烴。提高水碳比可控制析碳與甲烷質(zhì)量，但太大經(jīng)濟(jì)上不合理，還增加熱負(fù)荷。當(dāng)原料氣中無(wú)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，即使水碳比大于 2，溫度 ≥400℃ 時(shí)就會(huì)析碳。工業(yè)生產(chǎn)都采用加壓操作（ 3MPa）。但到反應(yīng)后期，反應(yīng)接近平衡，反應(yīng)物濃度高，加壓反而會(huì)降低反應(yīng)速率，所以從化學(xué)角度看，壓力不宜過(guò)高。 壓力 ：從熱力學(xué)特征看，低壓有利轉(zhuǎn)化反應(yīng)。第一段轉(zhuǎn)化 800℃ 左右，出口殘余甲烷 10%（干基）左右。因加壓對(duì)平衡的不利影響，更要提高溫度來(lái)彌補(bǔ)。但溫度的升高，受催化劑耐熱程度和爐管 材質(zhì) 等條件的限制。 上部有燃燒空間的固定床絕熱式催化反應(yīng)器 天然氣蒸汽二段轉(zhuǎn)化法的工藝流程 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(kāi)二段轉(zhuǎn)化爐 1200℃ 燃燒 二段轉(zhuǎn)化爐