第七章合成氣的生產(chǎn)過程-展示頁
2025-03-08 16:08本頁面
【正文】 流床是德士古法，由美國Texaco公司于20世紀(jì)80年代初開發(fā)成功。,?,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。它又稱為沸騰床氣化，把氣化劑送入氣化爐內(nèi)，使煤顆粒呈沸騰狀態(tài)進(jìn)行氣化反應(yīng)。魯奇法制的水煤氣中甲烷和二氧化碳含量較高，而一氧化碳含量較低，在C1化工中的應(yīng)用受到一定限制，適合于做城市煤氣 。,?,1固定床間歇式氣化制水煤氣法,該法的操作方式為燃燒與制氣分階段進(jìn)行，在實(shí)際生產(chǎn)中，為了防止空氣在高溫下接觸水煤氣而發(fā)生爆炸，同時(shí)保證煤氣質(zhì)量，一個(gè)工作循環(huán)由以下六階段組成：,?,2 固定床連續(xù)式氣化制水煤氣法,此法由德國魯奇公司開發(fā)。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(dòng)床）、流化床、氣流床和熔融床。 (3) 水蒸氣和氧氣的比例 H2O/O2比值要視采用的煤氣化生產(chǎn)方法來定。,?,2 煤氣化的反應(yīng)條件,(1) 溫度 一般操作溫度在1100℃以上。當(dāng)溫度高于900℃時(shí)，CH4和CO2的平衡濃度接近于零?？傔^程為強(qiáng)吸熱的。碳與二氧化碳的還原反應(yīng)也是重要的氣化反應(yīng)。,?,7.1.2工業(yè)化的主要產(chǎn)品,1 已工業(yè)化的產(chǎn)品 （1） 合成氨 （2） 合成甲醇 （3） 合成醋酸 （4） 烯烴的氫甲?；a(chǎn)品 （5） 合成天然氣、汽油和柴油 2 合成氣應(yīng)用新途徑 （1） 直接合成乙烯等低碳烯烴 （2） 合成氣經(jīng)甲醇再轉(zhuǎn)化為烴類 （3） 甲醇同系化制乙烯 （4） 合成低碳醇 （5）合成乙二醇 （6）合成氣與烯烴衍生物羰基化產(chǎn)物,?,7.2由煤制合成氣,以煤或焦炭為原料，以氧氣（空氣、富氧或純氧）、水蒸氣等為氣化劑，在高溫條件下通過化學(xué)反應(yīng)把煤或焦炭中的可燃部分轉(zhuǎn)化為氣體的過程，其有效成分包括一氧化碳、氫氣和甲烷等。目前工業(yè)上多采用水蒸氣轉(zhuǎn)化法（steam reforming），該法制得的合成氣中H2/ CO比值理論上是3，有利于用來制造合成氨或氫氣。煤制合成氣中H2/ CO比值較低，適于合成有機(jī)化合物。合成氣在化學(xué)工業(yè)中有著重要作用。合成氣的生產(chǎn)過程,化學(xué)工藝學(xué)電子教案——第七章,?,7 合成氣的生產(chǎn)過程,7.1 概述 7.2 由煤制合成氣 7.3 由天然氣制造合成氣 7.4 由渣油制合成氣 7.5 一氧化碳變換過程 7.6 氣體中硫化物和二氧化碳的脫除,?,7.1 概述 合成氣是指一氧化碳和氫氣的混和氣，英文縮寫是Syngas。其H2/ CO（摩爾比）由1/2到3/1。,?,7.1.1 合成氣的生產(chǎn)方法,(1) 以煤為原料的生產(chǎn)方法：有間歇和連續(xù)兩種操作方式。 (2) 以天然氣為原料的生產(chǎn)方法：主要有轉(zhuǎn)化法和部分氧化法。 (3) 以重油或渣油為原料的生產(chǎn)方法：主要采用部分氧化法（partial oxidation）。,?,7.2.1煤氣化的基本反應(yīng),1 煤氣化過程的主要反應(yīng),?,這些反應(yīng)中，碳與水蒸氣反應(yīng)的意義最大，此反應(yīng)為強(qiáng)吸熱過程。氣化生成的混合氣稱為水煤氣。 提高反應(yīng)溫度對(duì)煤氣化有利 ，但不利于甲烷的生成。低壓有利于CO和H2生成，反之，增大壓力有利于CH4生成。 (2) 壓力 一般為2.5～3.2MPa。,?,7.2.2煤氣化的生產(chǎn)方法,氣化過程按操作方式來分，有間歇式和連續(xù)式。至今熔融床還處于中試階段，而固定床（移動(dòng)床）、流化床和氣流床是工業(yè)化或建立示范裝置的方法。目前魯奇爐已發(fā)展到MarkV型，爐徑5m，每臺(tái)爐煤氣（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)）的生產(chǎn)能力達(dá)100000m3/h。,?,3 流化床連續(xù)式氣化制水煤氣法,發(fā)展流化床氣化法是為了提高單爐的生產(chǎn)能力和適應(yīng)采煤技術(shù)的發(fā)展，直接使用小顆粒碎煤為原料，并可利用褐煤等高灰分煤。溫克勒（Winkler）煤氣化方法采用流化床技術(shù)。氣化設(shè)備為KT爐。,?,7.3由天然氣制造合成氣,7.3.1天然氣制合成氣的工藝技術(shù)及其進(jìn)展,?,?,現(xiàn)在暫且不考慮副反應(yīng)來討論主反應(yīng)的化學(xué)平衡。反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，產(chǎn)物含量達(dá)到最大值，而反應(yīng)物含量達(dá)最小值。表71列出了不同溫度時(shí)上述兩個(gè)反應(yīng)的平衡常數(shù)。 根據(jù)反應(yīng)溫度查出或求出Kp1和Kp2，再將總壓和氣體的初始組成代入以上兩式，解出nx和ny，那么 ，平衡組
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