合成氨生产技术：第31讲 甲烷化法基本原理_第1页
合成氨生产技术：第31讲 甲烷化法基本原理_第2页
合成氨生产技术：第31讲 甲烷化法基本原理_第3页
全文预览已结束

下载本文档

版权说明：本文档由用户提供并上传，收益归属内容提供方，若内容存在侵权，请进行举报或认领

文档简介

1、甲烷化法基本原理甲烷化法是在镣催化剂的作用下，将CO和C02加氢生成甲烷 而达到气体精制的方法。由于甲烷化过程消耗氢气而生成无用的甲 烷，因此适用于气体中CO和C02含量低于0.5%的工艺过程。1、基本原理CO + H2 = CH4 + H2OCO2+4H2=CH4+H2O甲烷化反应速率很慢，但镣催化剂可以加快反应速率。甲烷化 反应速率随温度升高和压力增加而加快。热效应和平衡常数上述反应式的热效应和平衡常数，列于表2-14中。P75。分 析：甲烷化反应的平衡常数随温度升高而下降。但工业生产上一般 控制反应温度为280 420C ,在该温度范围内,平衡常数值都很 大。另外原料气中水蒸气含量很低及

2、加压操作对甲烷化反应平衡有 利，因此，甲烷化后的碳氧化物含量容易达到要求。温度对平衡的影响从表2-14的数据看出，甲烷化反应的平衡常数随温度的降低 而迅速增大。当原料气中含有少量水蒸气，而 H2为75%、N2 为24%时，可以根据甲烷化反应的平衡常数，按经验公式计算出 达到预期的CO和CO2所需要的条件。压力对平衡的影响甲烷化是体积缩小的反应，在一定温度下，提高压力，反应混 合物中碳氧化物的平衡含量减少。由式经验式可知，碳的氧化物的 平衡含量与压力的平方成反比。因为反应物中H2过量很多，即使 在压力不高的条件下这两种碳的氧化物的平衡含量仍然很低。根据上面所举的反应器进口气体组成，计算反应器出口

3、温度为 400C和操作压力为2.452MPa时,CO.CO2的平衡含量都小于10 -4cm3 / m3。所以，要求出口气体中CO和C02含量达到低于 10cm3 / m3是很容易的。因此，从热力学角度，co和CO2的甲烷化反应可以看做不可 逆反应。副反应一氧化碳的分解2C0=C+CO2在一定条件下，还会有以下副反应发生。Ni + 4CO = Ni(CO)4(2-79)由于在正常的甲烷化操作条件下，甲烷化反应温度都在300C 以上，生成镀基镣的可能性很小。只是当发生事故停车，甲烷化反 应器温度低于200C时，应防止催化剂和CO接触而发生生成镀基 镣的反应，此时可用氮气或不含CO的氢氮混合气置换原

4、料气。甲烷化反应动力学 甲烷化反应的机理和动力学比较复杂，文献认为在镣催化剂上 的甲烷化反应速度相当快，co甲烷化反应并不影响co甲烷化反 应，只有当co含量大为减少时，C02甲烷化反应开始进行。这就 是说，co甲烷化反应比co甲烷化反应困难。设计甲烷化反应器 时，由于在出口温度下CO和C02的平衡含量甚微，可将反应作为 假一级不可逆反应处理。甲烷化的反应速率不仅是温度、进出口气体中碳的氧化物的含 量的函数，而且也与压力有关。提高压力，可以加快甲烷化的反应 速率。所以，在计算反应速率时，需要加以压力校正。但需要注意，传质过程对在镣催化剂上甲烷化反应速率有显著 影响。通常认为，当CO含量在0 . 25%以上时，反应属于内扩散 控制，

人人文库> 全部分类> 办公材料 > 办公文档

温馨提示

  • 1. 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
  • 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
  • 3. 本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。
  • 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
  • 5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。
  • 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容，请与我们联系，我们立即纠正。
  • 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。

最新文档

评论

0/150

提交评论