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文档简介

天然气造气(1)一、概述1、天然气成分天然气中甲烷占90%以上,另有少量的乙烷、丙烷、丁烷,此外还有硫化氢、二氧化碳、氮气、水分以及微量的惰性气体。讨论:①如何理解在合成氨生产中,天然气既是原料气也是燃料气?②什么是烃?(只含有C、H元素的有机化合物)2、烃类制取合成氨原料气的方法主要方法:蒸汽转化法、热裂解法、部分氧化法3、半水煤气气体组成符合(CO+H2)/N2=3.1~3.2(体积比)混合煤气称为半水煤气,半水煤气是合成氨的原料气。二、烃类蒸汽转化反应的基本原理烃类蒸汽转化都要经过甲烷转化这一阶段,所以甲烷蒸汽转化制合成氨原料气是重点。甲烷蒸汽转化反应如下:(1)主反应CH4

+

H2O(g)≒

CO

+

3H2CH4

+

2H2O(g)≒

CO2

+

4H2CO

+

H2O(g)≒

CO2

+

H2△H﹥0△H﹥0△H﹤0(2)副反应进行甲烷蒸汽转化反应的同时,在一定条件下会发生析炭反应:CH4

C

+

H22CO≒

C

+

CO2△H﹥0△H﹤0CO

+

H2≒

C

+

H2O(g)

△H﹤0以上三个析炭反应依次称为裂解析炭、歧化析炭和还原析炭。拓展:炭黑三、化学平衡及影响因素1、平衡常数平衡常数的具体推导略,对学生不作要求。讨论:校本教材中的平衡常数分别对应哪个可逆平衡反应?CH4蒸汽转化反应与CO变换反应的反应温度条件是否相同?相关的设备是什么?2、影响甲烷转化反应平衡的因素

CH4

+H2O(g)≒

CO+3H2CH4

+

2H2O(g)≒

CO2

+

4H2(1)水碳比△H﹥0△H﹥0水碳比是指转化炉进口气体中水蒸气与甲烷的物质的量之比。在压力和温度一定的条件下,水碳比增加,甲烷平衡含量下降;但水碳比不可过大,过高的水碳比在经济上不合理,而且降低转化炉的生产能力。温度甲烷蒸汽转化反应是可逆吸热反应,提高温度,甲烷平衡含量下降,反之甲烷平衡含量增加。转化温度每提高10℃,甲烷平衡含量约降低1.0%-1.3%。压力甲烷蒸汽转化反应是体积增大的可逆反应,提高压力,甲烷平衡含量增加。讨论:有利于甲烷转化反应的工艺措施有哪些?(提高温度和水碳比、降低压力)四、反应速率及影响因素具体见教材。强调:甲烷蒸汽转化反应是气-固相催化反应如何理解。讨论:提高甲烷蒸汽转化反应速率可采取哪些措施?对于一个化学平衡反应,提高化学反应速率的措施是否可能对化学反应平衡不利?五、析炭和除碳1、炭黑的危害2、析炭的影响因素3、抑制炭黑生成的方法4、除炭方法拓展:如何判断转化炉内是否已经析炭?观察管壁颜色,管壁

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