化学工艺学第5篇 章 合成气的生产过程.ppt

5.3 由天然气制造合成气;第 5 章 合成气的生产过程;5.3 由天然气制合成气;天然气制合成气的方法;Ceramic Membrane Technology;独立反应数的确定;甲烷蒸汽转化制合成气;甲烷蒸汽转化热力学;平衡组成的计算;组分;影响甲烷蒸汽转化反应平衡组成的因素;水碳比的影响;反应压力影响;反应温度的影响;甲烷蒸汽转化动力学;动力学方程;甲烷蒸汽转化过程的析炭;析炭热力学分析;理论最小水碳比的确定;析炭动力学分析;析炭可能性;热力学平衡曲线;转化深度的要求 转化气中CH4≤ 0.5%， 要求T1000 ℃ 目前耐热合金钢工作温度 800～ 900 ℃ HK-40 960 ℃ 60000h 950 ℃ 84000h 解决方式 在较低温度下，外热式转化管中进行蒸汽转化 在较高温度下，耐火砖衬里的二段转化炉加入空气（氧气），利用反应热继续甲烷转化反应。; 二段转化炉内的化学反应 燃烧反应（H2） 甲烷转化反应、CO变换反应 ;反应压力： 3.5～ 4.0MPa 采取加压原因 ① 节省动力消耗 ② 提高传热效率 ③ 提高过热蒸汽的余热利用价值 ;反应温度 ①一段转化炉出口温度 中型合成氨 1.8MPa，760℃ 大型 3.2MPa，800℃ 出口温度尽可能不要高。 ②二段转化炉出口温度 平均温距增大 △ T＝T-TP， T—实际出口温度 TP－与出口气体组成相应的平衡温度 一段10～ 15 ℃，二段15～ 30 ℃ ;水碳比 3.5 2.75～ 2.5 提高水碳比可控制析碳与甲烷含量，但太大经济上不合理，增加热负荷。 气流速度 碳空速 1000 ～2000h－1 气体流速高，有利于传热，延长炉管寿命； 提高生产能力。 不宜过高，床层阻力增大，能耗增加。 压力越高，可适当采取较高空速。 ;小结;思考题与习题