田小玲水蒸汽转化制氢合成气组成
第五章合成气的生成方法
第五章合成⽓的⽣成⽅法第五章合成⽓的⽣成⽅法5.1概述⼀概述合成⽓,是以氢⽓、⼀氧化碳为主要组分供化学合成⽤的⼀种原料⽓。
由含碳矿物质如煤、⽯油、天然⽓以及焦炉煤⽓、炼⼚⽓等转化⽽得。
按合成⽓的不同来源、组成和⽤途,它们也可称为煤⽓、合成氨原料⽓、甲醇合成⽓(见甲醇)等。
合成⽓的原料范围极⼴,⽣产⽅法甚多,⽤途不⼀,组成(体积%)有很⼤差别:H2 32~67、CO 10~57、CO22~28、CH4 0.1~14、N2 0.6~23。
制造合成⽓的原料含有不同的H/C摩尔⽐:对煤来说约为1:1;⽯脑油约为2.4:1;天然⽓最⾼,为4:1。
由这些原料所制得的合成⽓,其组成⽐例也各不相同,通常不能直接满⾜合成产品的需要。
例如:作为合成氨的原料⽓,要求H2/N2=3,需将空⽓中的氮引⼊合成⽓中(见合成氨原料⽓);⽣产甲醇的合成⽓要求H2/CO≈2或(H2-CO2)/(CO+CO2)≈2;⽤羰基合成法⽣产醇类时,则要求H2/CO≈1;⽣产甲酸、草酸、醋酸和光⽓等则仅需要⼀氧化碳。
为此,在合成⽓制得后,尚需调整其组成,调整的主要⽅法是利⽤⽔煤⽓反应(变换反应):CO+H2O=CO2+H2。
以降低⼀氧化碳,提⾼氢⽓的含量。
⼆历史沿⾰合成⽓的⽣产和应⽤在化学⼯业中具有极为重要的地位。
早在1913年已开始从合成⽓⽣产氨,现在氨已成为最⼤吨位的化⼯产品。
从合成⽓⽣产的甲醇,也是⼀个重要的⼤吨位有机化⼯产品。
1939年,德国开发的⼄炔氢羧化⼯艺曾是⽣产丙烯酸及其酯的重要⽅法。
第⼆次世界⼤战期间,德国和⽇本曾建⽴了⼗多座以煤为原料⽤费托合成从合成⽓⽣产液体燃料(见煤间接液化)的⼯⼚,战后由于有廉价的原油,这些⼚先后关闭。
1945年,德国鲁尔化学公司⽤羰基合成(即氢甲酰化)法⽣产⾼级脂肪醛和醇开发成功,此项⼯艺技术发展很快。
60年代,在传统费托合成的基础上,南⾮开发了SASOL⼯艺,⽣产液体燃料并联产⼄烯等化⼯产品,以适应当地的特殊情况。
制氢原料中杂质对制氢装置加氢脱硫催化剂的影响
反应 中 Z O吸 收 H S后 生 成 —n , n n Z S Z O和
Z S为 固体 , n 其平衡 常数计 算公式 可 简化为 :
P H
在 , 想 除去必 须进行 加氢处 理 , 之生 成易 除去 要 使 的 H s和 HC, , 1以便下 一 步进 行 Z O脱 硫 。 同时 n
导致 H2 S穿透 Z O床层 。 n
2 3 氨 .
加 氢催 化剂是 酸性 催 化剂 ,N H 吸附 在 催化
剂 孔道 影 响加氢 催 化 剂 的活 性 中心 , 因此 国 内 常
用 的 T0 2 1加氢催 化 剂 要 求 加 氢原 料 的 N , 积 H体 分 数 小 于 10 L L 一 般 气 体 原 料 中 会 出 现 0 / 。 N 如上游 加 氢装 置 干 气 脱 硫 采 用 胺 精 制 作 为 H,
规避 , 用好加 氢脱 硫催化 剂 , 证制 氢原料 的精制 保
效果 。
2 不 同杂质 的影 响
2 1 水 .
Z O( n 固)+H S ̄  ̄ n ( )+ H O 2 - S固 Z
1 原 料加 氢处 理的典 型反应 原料 中的硫 、 氯大 多 以有机硫 、 有机 氯形式存
田小 玲
中国石化集团洛阳石油化工工程公 司( 河南省洛 阳市 4 10 ) 70 3
摘要 : 水蒸气转化制氢 , 硫是最 常见 的转化催化剂毒 物 , 因此在进 人转化反应之前 加 Z O脱硫 的效果直 接影 n
响 制氢 装 置 的 正 常 生 产 。 分析 了原 料 中 杂 质对 脱 硫 的 影 响 , 中 O , O ,O 等杂 质 在 加 氢 过程 中 生成 水 , 而 影 其 2C 2C 从 响 Z O的 脱 H S的平 衡 吸收 反 应 , 而 对 加氢 脱 硫 效 果 产 生影 响 ; 则 破 坏 加 氢催 化 剂 的 活 性 中 心 , 其 有 机 硫 无 n 从 氨 使
生物质炭水蒸气气化制取富氢合成气
CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2018年第37卷第4期·1402·化 工 进展生物质炭水蒸气气化制取富氢合成气贾爽,应浩,徐卫,孙云娟,尹航,宁思云,孙宁(中国林业科学研究院林产化学工业研究所;生物质化学利用国家工程实验室;国家林业局林产化学工程重点开放性实验室;江苏省生物质能源与材料重点实验室,江苏 南京 210042)摘要:以生物质炭为原料在上吸式固定床气化炉中进行水蒸气气化制备富氢合成气,考察了不同原料、粒径和催化剂对生物质炭水蒸气气化影响。
结果表明,不同类型炭气化结果存在较大差异,其中木片炭气化结果最优,其次是玉米芯炭和稻壳炭,秸秆炭气化结果最差,木片炭产氢率最大为222.8g/kg 。
粒径的改变主要影响炭转化率,炭转化率随着粒径的增加呈增加趋势。
通过炭吸收方式负载催化剂为有效的方法,其中在相同钾盐质量分数下,KOH 催化能力较优于K 2CO 3,且气化速率为未加催化剂条件下的两倍。
炭转化率随着碱液浓度的增加而增加,但浓度过高会增加灰分含量从而不利于产氢率,玉米芯炭催化气化最高产氢率为197.8g/kg ,在碱质量分数为6%下获得。
关键词:生物质炭;气化;富氢合成气;催化剂中图分类号:TK6 文献标志码:A 文章编号:1000–6613(2018)04–1402–06 DOI :10.16085/j.issn.1000-6613.2017-1211Steam gasification of bio-char for hydrogen-rich syngasJIA Shuang ,YING Hao ,XU Wei ,SUN Yunjuan ,YIN Hang ,NING Siyun ,SUN Ning(Institute of Chemical Industry of Forest Products ,CAF ;National Engineering Lab. for Biomass Chemical Utilization ;Key and Open Lab. of Forest Chemical Engineering ,SFA ;Key Lab of Biomass Energy and Material ,Jiangsu Province ,Nanjing 210042,Jiangsu ,China )Abstract: Steam gasification of bio-char had been studied in an updraft fixed bed reactor forhydrogen-rich syngas. The effect of different feedstocks ,particle sizes and catalysts on steam gasification was investigated. The results showed that there were big diversity between different char gasifications. The results of wood chip char gasification were the best ,followed by the corn cob char and rice husk char ;and the worst results were strew char gasification. The maximum hydrogen yield of wood chip char was 222.8g/kg char. Particle sizes mainly affected the char conversion rate ,which increased with the increase of particle size. The method of char adsorbing catalysts was efficient ,and the catalytic ability of KOH was better than K 2CO 3 at the same potassium salts mass fraction. The gasification rate with catalyst were twice of that without catalyst. Moreover ,the char conversion rate increased with the rising of alkali concentrations ,but higher concentration was not favoable for the hydrogen yield due to the increase of ash content. The maximum hydrogen yield of corn cob char gasification was 197.8g/kg char with alkali concentration of 6%. Key words: bio-char ;gasification ;hydrogen-rich syngas ;catalyst氢能被视为高效、清洁的能源载体,它的燃烧产物为水,对环境无污染,并且能量密度可达122kJ/kg ,大约是其他碳氢化合物的2.75倍,有替代化石能源的潜在价值。
水蒸气重整制氢技术研究进展
水蒸气重整制氢技术研究进展摘要:甲醇水蒸气重整制氢的产物中氢气含量高,CO含量低(一般在1%左右),甲醇水蒸气重整制氢是指在一定的温度、压力条件下,甲醇和水在催化剂的作用下在重整反应器内发生反应生成氢气、二氧化碳以及少量的一氧化碳。
关键词:甲醇;水蒸气重整制氢;进展前言人们更多关注的是“能否用水制氢来开汽车”。
除去前段时间网上谈论的铝粉还原制氢外,近年来,重整甲醇制氢逐渐进入人们的视野。
甲醇和水的蒸气进入重整室通过高温(约250℃)反应后,最终产物是二氧化碳和氢气,成分比例1∶3,但氢气中会掺杂着微量的一氧化碳。
经过气体提纯后,高纯度的氢气进入燃料电池系统中,一氧化碳经过氧化后与二氧化碳一同排到大气中。
氢气进入燃料电池系统后,后续过程与普通的燃料电池汽车无异。
相比建设和运营加氢站网络,甲醇重整仅需要在加油站的基础上增加甲醇水加注功能,设备更换成本低,操作方便,似乎更易让人接受。
但是,甲醇重整过程得到的氢气包含一氧化碳等有毒气体,需要提纯并降温(从超过200℃降到约80℃),这就要投入额外的设备。
此外,甲醇重整燃料电池汽车在带来使用便利的同时,却重新带来了碳排放和尾气问题,这似乎违背了使用氢能源的初衷。
1水蒸气重整制氢的工艺过程甲醇水蒸气重整制氢的反应式为:CH3OH+H2O→CO2+3H2△H=50.7kJ/mol甲醇水蒸气重整制氢过程的流程。
用离子交换法除去钙镁离子后的脱盐水与甲醇按一定比例混合,加热气化并过热,在温度和压力达到一定的条件后,分别进入脱盐水贮槽和甲醇高位槽。
作为吸收溶剂的脱盐水经脱盐水泵进入净化塔,在吸收未反应的甲醇后送回原料液贮槽,与来自甲醇高位槽的甲醇一起通过原料液计量泵,当达到反应压力后,就会被一起送到换热器处,进行预热。
然后物料会进入气化过热器,在气化过热器中将甲醇水溶液气化并过热至所需的温度,在催化剂的作用下原料气于转化器中发生催化裂解和转化反应,最后生成含CO2、H2、CO的转化气。
天然气制氢装置工艺过程原料及工艺流程
天然气制氢装置工艺过程原料及工艺流程
1.原料:
-天然气:天然气是制氢装置的主要原料,通过管道输送至装置。
天
然气主要成分为甲烷(CH4),其它成分包括乙烷、丙烷等。
-水蒸气:水蒸气用于促进气化反应和转化反应。
2.工艺流程:
(1)气化反应:天然气与水蒸气进行反应生成合成气。
在气化炉中,
天然气与水蒸气混合后加热至高温(一般800-1000℃),从而发生反应。
气化反应的方程式如下:
CH4+H2O→CO+3H2
反应中生成的一氧化碳(CO)主要用于后续反应的中间产物。
(2)水气转移反应:将合成气与水蒸气进一步反应得到更高含氢量的
气体。
水气转移反应的方程式如下:
CO+H2O→CO2+H2
(3)调整反应:在这一步骤中,通过控制温度和气体流量,将二氧化
碳(CO2)与一氧化碳(CO)进行反应转化,生成更多的氢气。
调整反应
的方程式如下:
CO+H2O→CO2+H2
(4)氢气纯化:通过纯化过程将合成气中的杂质去除,得到纯净的氢气。
常见的纯化方法包括吸收-洗涤法、膜分离法等。
这些方法可以去除
氢气中的二氧化碳、一氧化碳等杂质,获得高纯度的氢气。
(5)氢气储存:将纯净的氢气储存起来,以便后续使用。
常用的储氢方式包括压缩氢气储存和液态氢气储存。
以上是天然气制氢装置的工艺过程、原料及工艺流程的详细介绍。
该装置通过将天然气与水蒸气进行一系列反应和处理,最终得到纯净高纯度的氢气。
天然气制氢装置在能源转型和环保领域具有重要的应用价值。
烃类水蒸气转化法制氢概述
烃类水蒸气转化法制氢概述作者:杨金涛陈卫邦来源:《科海故事博览·科教论坛》2013年第11期摘要:本文以烃类水蒸气转化法为例概述了原料经过预处理、转化、中温变换、PSA变压吸附等步骤转化为氢气纯度达到99.9%以上的过程。
关键词:烃类水蒸气转化预处理吸附提纯1 烃类水蒸气转化法原理烃类水蒸汽转化是以烃类为原料,在一定温度和催化剂作用下使烃类和水蒸汽经过一系列的分解、裂化、脱氢、结炭、消炭、氧化、变换、甲烷化等反应,最终转化为H2、CO、CO2、和少量残余的CH4,其中H2是本阶段的目的产物。
烃类的蒸汽转化反应如下:CnHm+nH2O=nCO+(n+m/2)H2——QCH4+H2O=CO+3H2——206000KJ/KmolCO+H2O=CO2+H2——41200KJ/Kmol转化炉内进行的烃类蒸汽转化反应是一个极复杂的平行、顺序反应体系。
从以上反应原理中可以看出其反应过程需需要吸收大量的热,这就要就反应要有较高的反应温度,而烃类易在高温下裂解结炭特别是烯烃,结炭是转化过程中的必然反应,当结炭反应速度大于消炭反应速度时,转化催化剂就会积炭,使催化剂活性下降甚至丧失。
为保证催化剂活性,就要有大于反应所需求过量的水蒸气来进行消炭,从转化后阶段来看,反应生成的CO也需要水蒸汽与之反应,所以生产时要求转化进料始终保持一定的水碳比,使消炭速度大于结炭速度,避免催化剂上炭的沉积。
烃类水蒸气转化法其催化剂主要活性组分为单质Ni,其对原料品质有较高要求,原料中的硫、氯等有害杂质能与转化催化剂活性组分Ni反应生成不可逆转的化合物,从而使其永久性中毒失去活性。
为了充分发挥转化催化剂的活性,并获得较高的氢收率,转化床层一般装填有两种不同性能的催化剂,一般选用Z417/Z418转化催化剂。
Z417/Z418转化催化剂可以适应多种原料,并且对脱毒的需求相对较低。
Z417含有一定钾碱金属的抗结炭助剂因此作为上段催化剂使用,其具有较好的低温活性及抗积炭性能,Z418具有较高的转化活性作为下段床层催化剂。
乙醇水蒸气重整制氢气课件
限制了应用。乙醇对比甲醇有很多优点:(1)来源广泛:可通
过谷物等生物质降解发酵制取而且还可以化石资源中获取;(2)
乙醇的能量值大于甲醇;(3)毒性低且易储存和运输,在低温
下乙醇易凝固成固态,更有利于运输。对于乙醇水制氢气的最
为有效的应用装置为燃料电池
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3
2.工业应用流程和反应方程
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最新催化剂研究方向
• Ni基的催化剂虽然有很强的断C-C键和C-H键 的能力,但催化剂寿命短,低温容易积碳失活, 低温催化选择性不高,故未来的研究方向应该是 找办法使催化剂的寿命得以延长,解决低温积碳 和提高低温催化活性和选择性。
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积碳分析
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• 在镍系催化剂催化乙醇蒸气重整反应中,催化 剂的积碳是影响其稳定性的重要因素,积碳与催 化剂的制备、反应条件和活性组分的烧结密切相 关。
• 250℃-420℃的失重归咎于活性组分表面涂层 碳的消除;420℃以上的失重峰是由于石墨碳的燃 烧。
•
根据热重分析可知,400℃反应的催化剂积
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反应方程
乙醇水蒸气重整制氢体 系非常复杂,副反应较 多,因此催化剂在乙醇 转化为氢气的过程中起 着至关重要的作用,合 适的催化剂能最大限度 的提高氢气的选择性, 抑制积炭的形成以及减 少乙醇的脱水等副反 应。
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3.催化剂
(1)贵金属催化剂,以Pt、Ru、Rh和Pd等为主; (2)非贵金属催化剂,以Cu,Ni和Co等为主; (3)金属氧化物催化剂;
乙醇水蒸气重整制氢气
第一组:陈韦帆,柴新杰,陈金 辉,蔡鹏斌,冯春,陈龙建
生物油水蒸气重整制氢技术-概述说明以及解释
生物油水蒸气重整制氢技术-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分的内容可以写成以下形式:引言是一篇文章中的重要部分,它能够引导读者对整篇文章的理解和阅读。
本篇文章旨在探讨生物油水蒸气重整制氢技术,该技术作为一种可持续的能源转换方式,具有广泛的应用前景和重要的环境意义。
本文将对生物油水蒸气重整制氢技术进行全面的介绍和分析,深入探讨其主要原理、关键技术要点以及存在的问题与挑战。
生物油水蒸气重整制氢技术是一种利用生物质资源,通过将生物油与水蒸气进行化学反应来产生氢气的技术。
生物油作为一种可再生能源,具有独特的优势,例如具有高能量密度、可再生性和低碳排放等特点。
而水蒸气重整反应是一种高效的氢气产生方法,该反应通过将生物油分解成一系列气体组分,然后进一步转化生成氢气。
本文将首先介绍生物油水蒸气重整制氢技术的基本原理和反应过程。
其次,我们将重点讨论该技术中的关键技术要点,包括适宜的催化剂选择、合适的反应条件以及提高反应效率的策略等。
我们还将分析该技术面临的挑战和问题,如催化剂寿命和选择性、能源消耗以及产物处理等方面的挑战。
通过对该技术的全面介绍和分析,我们可以深入了解其在能源转换领域的应用前景和环境意义。
此外,我们还将探讨其未来的发展方向和可能的改进策略,以及对于实现清洁能源转型和可持续发展的贡献。
总之,本文旨在全面介绍和分析生物油水蒸气重整制氢技术,通过深入了解其原理、关键技术要点和存在的问题与挑战,以期为相关领域的研究者和工程师提供有益的参考和借鉴。
我们相信,生物油水蒸气重整制氢技术将为实现可持续发展和应对能源危机提供重要的解决方案。
1.2 文章结构文章结构部分主要介绍了本文的组成和内容安排。
本文共分为引言、正文和结论三个部分。
引言部分主要包括概述、文章结构和目的三个小节。
概述部分简要介绍了生物油水蒸气重整制氢技术的概念和应用背景,说明了该技术在能源领域具有重要的研究和应用价值。
文章结构部分则对本文的组织结构进行了说明,指出本文共分为引言、正文和结论三个主要部分,并提供了每个部分的具体内容。
一种轻烃蒸汽转化制氢的方法、装置和反应系统[发明专利]
专利名称:一种轻烃蒸汽转化制氢的方法、装置和反应系统专利类型:发明专利
发明人:杨小明
申请号:CN201110449231.7
申请日:20111229
公开号:CN103183319A
公开日:
20130703
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:一种轻烃蒸汽转化制氢的方法、装置和反应系统,(1)轻烃和水蒸气进入流化态反应器,与有磁性的蒸汽重整催化剂和无磁性的吸附催化剂接触,在蒸汽重整条件下反应生成H、CO和CO,吸附催化剂吸收其中的CO;(2)产物气和复合催化剂在流化床反应器顶部气固分离,分离出的产物气进入后续分离提纯装置获得高纯度氢气;(3)混合催化剂由流化态反应器的催化剂出口进入磁分离器按磁性分离,分离出的有磁性的蒸汽重整催化剂返回流化态反应器中循环使用,分离出的无磁性的吸附催化剂经燃烧再生后返回流化态反应器循环使用。
本发明提供的方法省去了蒸汽重整催化剂中的活性组分被频繁高温氧化,以及氧化后还要再还原的过程,简化了工艺过程并降低了系统能耗。
申请人:中国石油化工股份有限公司,中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院
地址:100728 北京市朝阳区朝阳门北大街22号
国籍:CN
代理机构:中国专利代理(香港)有限公司
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水蒸汽转化制氢所提供合成气组成
根据炼油化工一体化优化设计,在制氢装置满足炼油油品升级换代的基础上,还往往为化工装置提供合成气。
例如:中石油四川石化分公司,原油加工能力1000万吨/年,需要10万Nm3/h 氢氢和2.83万Nm3/h 合成气可满足丁辛醇装置生产需要;中科合资广东炼油化工一体化项目,原油加工能力1500万吨/年,需要18万Nm3/h 氢氢和2万Nm3/h 合成气可满足丁辛醇装置生产需要。
丁辛醇装置需要的合成气规格见表:
表1 合成气规格
从表1看出为H2:CO摩尔比为大约50%。
要满足此要求,不同的制氢路线,获得的方法不同。
1、水煤浆制氢方法
中科项目采用的是POX制合成气,即石油焦、原料煤及石灰石经过料浆制备单元制成合格料浆后,与空分装置提供的氧气一起进入气化单元的气化炉,发生部分氧化反应,反应生成的粗合成气主要组成为氢气、一氧化碳和二氧化碳。
其典型组成:
表2 水煤浆粗合成气典型组成
从表2组成看出,H2摩尔比例低于CO,需要返回氢气调节羰基合成气的氢气和一氧化碳的比例要求。
因此,目前从气化炉出来的粗合成气经急冷和洗涤后,分为两股,一股用作制羰基合成气,另一股作为制氢原料气。
用作制羰基合成气的粗合成气经回收热量及冷却后进入低温甲醇洗单元进行脱硫。
作为制氢原料气的粗合成气进入一氧化碳变换单元发生变换反应,反应使大部分一氧化碳变换为氢气,经过废热回收及冷却后进入低温甲醇洗单元,变换气在低温甲醇洗单元脱除所含的硫(主要以硫化氢形式存在)和二氧化碳后成为粗氢气。
用作制羰基合成气的合成气在出低温甲醇洗单元后补入一股粗氢气,将H2 和CO 比例调节合适后作为羰基合成气外送。
粗氢气进入甲烷化系统进行精制,制得合格的工业氢气产品后外送。
因此,生产羰基合
成气的流程简单,投资低。
2、水蒸汽转化制氢流程
2.1 典型转化出口气体组成
中石油四川石化中科项目天然气水蒸汽转化制氢和生产羰基
合成气。
水蒸汽转化制氢的典型组成:
表3 水蒸汽转化气典型组成
从表2组成看出,CO的摩尔比例远低于H2,需要返回CO调节羰
基合成气的氢气和一氧化碳的比例要求。
目前CO气体分离采用冷箱流程,此流程生产羰基合成气的复杂,投资高。
以四川石化为例,冷箱
及后续的处理投资占整个装置投资40%以上。
2.2改变转化条件对出口气体组成的影响
高级烃水蒸汽转化反应主要是:
C n H m+nH2O → nCO+(n+m/2)3H2 (1)
CO+3H2 = CH4+ H2O (2)
CO+H2O = CO2+ H2 (3)
(1)是强吸热的水蒸汽转化反应;(2)是甲烷化反应,(3)是
变换反应,转化出口组成是(1)和后面两个可逆反应平衡的结果,
水碳比、温度、压力和以及入口组成的变化都影响转化出口的组成。
但实际操作过程中温度、水碳比、入口CO2的返回量对转化出口组成
的影响,特别是后者是否能根本地改变出口CO和H2的比例?(以下
组成是以天然气为原料,天然气的量为14500kg/h,转化出口压力为2.8MPa)
表4 CO2返回量对转化出口组成影响Ⅰ
表5 CO2返回量对转化出口组成影响Ⅱ
表6 CO2返回量对转化出口组成影响Ⅲ
表7 CO2返回量对转化出口组成影响Ⅳ
CO2167.09 5.46 215.27 6.86 233.67 7.38 H22161.34 70.59 2114.43 67.35 2099.37 66.28 CH4248.34 8.11 238.64 7.60 234.74 7.41 N2 4.23 0.14 4.23 0.13 2.43 0.08 合计3062 100.00 3139.3 100.00 3167.59 100.00 CO+H22642.34 86.30 2681.16 85.40 2696.75 85.14 CO:H21:4.49 1:3.73 1:3.51
从表4-表7计算的结果来看,通过调整水炭比、转化出口温度、以及CO2的返回量,从根本远远偏离上H2:CO要求的1:1比例。
高温和低水碳比有利于提高这个值,也仅仅是1:3.51,氢气大量过剩,这是烃类水蒸汽特点所决定。
3、天然气天然气部分氧化
加入不足量的氧气,使部分甲烷燃烧为二氧化碳和水:
此反应为强放热反应。
在高温及水蒸气存在下,二氧化碳及水蒸气可与其他未燃烧甲烷发生吸热反应:所以主要产物为一氧化碳和氢气,而燃烧最终产物二氧化碳不多。
反应过程中为防止炭析出,需补加一定量的水蒸气。
这样做同时也加强了水蒸气与甲烷的反应。
天然气部分氧化可以在催化剂的存在下进行,也可以不用催化剂。
①非催化部分氧化天然气、氧、水蒸气在3.0MPa或更高的压力下,进入衬有耐火材料的转化炉内进行部分燃烧,温度高达1300~1400℃,出炉气体组成(体积%)约为:CO2 5%;CO 42%、H252%、CH4 0.5%。
反应器用自热绝热式。
氢气比例略高于一氧化碳。
②催化部分氧化使用脱硫后的天然气与一定量的氧或富氧空气以及水蒸气在镍催化剂下进行反应。
当催化床层温度约900~1000℃、操作压力3.0MPa时,出转化炉气体组成(体积%)约为: CO2 7.5%、CO 25.5 %、H2 67%、CH4<0.5%。
反应器也采用自热绝热式,热效率较高。
反应温度较非催化部分氧化法低。
催化部分氧化氢气比例略是一氧化碳一倍多。
因此严格要求氢气:一氧化碳为1:1的比例,水煤浆气化加部分变换可以实现。