第2章 原料气制取天然气制气
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总数之比。在约定条件下，水碳比愈高，甲烷平衡含量愈 低。
(2)温度 烃类蒸汽转化是吸热、可逆反应，温度 增 加，甲烷平衡含量下降。温度每降低10℃， 甲烷平衡含量约增加1-1.3％。 一段转化：800-900 ℃ 二段温度：1000-1200 ℃
平衡温距：一段10~15 ，二段15~30 ℃
(3)压力 烃类蒸汽转化为体积增大的可逆反应，提
第二章 粗原料气制取 重点：
掌握粗原料气制取的方法、原理、主要设备；工艺特点、 降耗措施、三废治理
了解：
烃类蒸汽转化催化剂的组成， 各种制气反应机理、工艺条件的选择原则
第一节 烃类蒸汽转化法 • 气态烃原料的种类
天然气
炼厂气
气态烃
焦炉气
石脑油
• 气态烃原料制粗原料气的方法
自热重整法
蒸汽转化法
非催化部分氧化
2 部分氧化法
2.1 非催化部分氧化 CH4+0.5O2
CO+2H2
由于渣油价格 上涨，环保要求 提高，以渣油非 催化部分氧化装 置改用天然气。 1500℃ 兰化公司化肥厂， 宁夏化工厂和乌石化， 新疆化肥厂
非催化部分氧化的特点：
• 没有催化剂，反应温度高1000-1500℃ ，主要涉 及上述部分氧化反应，同时伴有强放热的完全 燃烧反应； • 产物中H2/ CO比约为2，更适合于甲醇的合成和 F-T汽油合成； • 反应器材质要求苛刻，需要较好的热回收装置 来回收反应热和除尘。
该工艺处于研究的初始阶段。
以焦炉气制甲醇 需补充二氧化碳
新技术的应用
几
（1）ICI开发的GHR(气体加热重整）
t＝ 1-x
1-x
m-x-y
x-y
3x＋y
y
1+m＋2x
1 x x y x y y mx y 平衡组成 1 m 2 x 1 m 2 x 1 m 2 x 1 m 2 x 1 m 2 x
预计转化气组成
已知温度
求平衡常数
求平衡组成
选择工艺条件
判断工况
图1-2-1~1-2-3使用方法及 用途
• 重化院天然气催化部分氧化法制合成气
2.3、二氧化碳重整
CH4+CO2
CO+3H2
• CO2重整是由C02与甲烷反应生成有用的 CO和H2，是废气利用、变废为宝、应用
前景广阔的C02固定化和综合利用途径
之一，成为近年来的研究热点之一。
二氧化碳重整反应特点：
• 强吸热反应，温度>645℃热力学上才可行。 • 过高的反应温度不仅会造成高能耗，而且对反 应器材质也提出了更高的要求。 • 降低反应温度、减少能耗的最有效办法就是选 择适宜的催化剂。
载体： 铝酸钙连接型和氧化铝烧结型 装填：过筛、均匀、下降落差不能太大。
还原后才能使用，卸出前必须钝化
还原： 还原剂CO 或H2
反应：NiO+H2=Ni＋H2O
钝化: 空气 2Ni+O2=2NiO 强放热反应
中毒：H2S 、COS、 CS2、 硫醇、噻吩；砷、氯
运行指标：总硫、氯根含量分别小于0.5ppm
化学 平衡常数
k p1 k p6
3 PCO PH 2
PCH 4 PH 2O PCO2 PH 2 PCO PH 2O
log k p 1
9864 .75 8.3666 log T 2.0814 *10 3 T 1.8737 *10 7 T 2 11.894 T 2.183 0.09361 log T 0.632 *10 3 T 1.08 *10 7 T 2 2.298 T
反 应 机 理
1.4 甲烷蒸汽转化过程的析碳
• 析碳反应：
P21
吸热
放热 放热
CH4 C 2 H 2
裂解
2CO C CO2
CO H 2 C H 2O
影响因素：温度、压力、气体组成
还原
歧化
危害：覆盖催化剂表面，堵塞微孔，降低催化
剂寿 命；影响传热，缩短转化炉的寿命；催化剂破碎增大床 层阻力，影响生产能力。 烃类析碳难易程度的判断：温度越高，析碳越易； 同一烷烃中，碳数越多，析碳反应愈易发生。
1 、岗位任务 • 在转化炉内天然气和水蒸气混合物在催化 剂的作用下进行转化反应，生成CO和H2，制 成合成氨需要的半水煤气。
• （CO+H2)/N2=2.8--3.1 • 残余甲烷含量小于0.5％
气质要求
2 、主要化学反应
原料气在高温下与水蒸气反应生成 CO和H2
烷烃转化
Cn H 2 n 2
4 自热重整法 (水蒸汽重整+部分氧化 )
水蒸汽重整法（SRM）
CH4+H2O(g) CO+3H2+205.7kJ/mol
强吸热反应
以天然气为原 料的大型合成 氨厂广泛采用
转化气
水蒸汽重整法的特点 • 采用管式反应器，靠反应管外天然气的直接 燃烧产生热量维持吸热反应的热量（直烧） • 操作温度为850-1000℃ • 合成气的组成：H2/CO=3，适用于合成氨和制 氢过程。 • 能耗高、投资大、天然气耗费量大。
太高,当催化剂活性下降时可适当加大水碳比或减少原料流量。
• 第四，检查转化管内是否有积碳，可通过观察 管壁颜色，如出现“热斑、热带”、转化管内 阻力增加，可帮助判断。 • 第五，当洗碳较轻时，可采用降压、减量，提 高水碳比的方法除碳。
1.5
二段转化反应 p25
目的
1 将一段转化气中的甲烷继续转化；
• 例题：
一段转化炉出口温度820℃、压力3.0MPa（表）
，求水碳比为3.5的甲烷转化气成分。
平衡温距15~25 ℃
已知温度、压力、水碳比
查转化气组成
确定温度、压力、水碳比参数
有转化气组成
在催化剂的表面，甲烷转化的速度比甲烷分解的速度
快的多，中间产物中不会有碳生成。其机理为在催化剂 表面甲烷和水蒸气解离次甲基成和原子态氧，在催化剂 表面被吸附并互相作用，最后生成CO、CO2和H2。
高操作压力对转化反应平衡不利，会使甲烷平衡 含量也随之增大，但可改善反应速率、传热速率 和传热系数。
加压转化还可节省原料气的压缩功， 使变换、脱碳、甲烷化在几乎同一压力下操作， 减少净化设备投资。 提高过量蒸汽余热的利用价值。
加压 优点
（4）二段转化空气量：加入空气量的多少，用二段炉
出口温度反映，但不能用来控制炉温和出口甲烷含量的
log k p 6
备注： 此公式属经验公式，来源于试验，
平衡常数与温度有关，P15表1-2-2平衡组成。
平衡常数的应用（计算平衡组成） P15
计算基准：1molCH4，水碳比为m， 假设转化了的甲烷为x ，变换了的一氧化碳为y 则平衡时各组分的组成见下表 物质 t＝ 0 CH4 1 H2O m CO 0 H2 0 CO2 0 合计 1＋m
材质：耐热合金钢管 φ71~122，长 10~12m
二段转化炉
此项技术在焦炉气 制甲醇工艺中的应用简介
二段炉一般气体组成
组分 进口
H2 69.0
CO 10.12
CO2 10.33
CH4 9.68
N2 0.87
Ar
合计 100
出口
56.4
12.95
7.78
0.33
22.26
0.28
100
粗原料气组成
防止析碳的原则
第一，应使转化过程不在热力学析碳的条件下进行，蒸汽用量 大于理论最小水碳比，是保证不会使炭黑生成的前提。 第二，选用适宜的催化剂并保持活性良好以避免进入动力学可
能析碳区。对于含有易折碳组分烯烃的炼厂气以及石脑油的
蒸汽转化操作，要求催化剂应具有更高的抗析碳能力。 第三，选择适宜的操作条件，例如：含烃原料的预热温度不要
n 1 3n 1 n 1 H 2O CH4 CO2 2 4 4
Cn H 2 n 2 nH2O nCO ( 2n 1) H 2
Cn H 2 n 2 2nH2O nCO2 (3n 1) H 2
烯烃转化 甲烷转化
Cn H 2 n
Cn H 2 n nH2O nCO 2nH2
2 加入空气提供合成氨反应需要的氮； 3 燃烧部分转化气中的氢气为转化炉供热
反应：2H2+O2=2H2O CO+O2=CO2 2CH4+O2=2CO+4H2 2CH4+H2O=CO+H2 CH4+CO2=2CO+2H2
催化剂顶部空间进行反应速度快万倍
催化剂床层
1.6 转化工艺条件
(1)水碳比 是指进口气体中水蒸汽与含烃原料中碳分子
一段转化炉炉墙温度超高 １．耐火砖，烧缩率大了，收缩后，出现缝隙， 下面的陶瓷纤维保温效果变差． ２．陶瓷纤维保温效果差，质量有问题． ３．烧嘴偏烧，造成墙体局部受热不均，变形． 总之可以，看外部的油漆，如果脱落，那么 炉子里面一定有问题．
wenku.baidu.com
需要掌握的内容
甲烷含量小于0.5%时，加 压条件下反应温度须在 1000以上，热源、材质
手段。因为空气量的加入有合成反应的氢氮比决定。
（5）二段出口甲烷含量：二段炉出口残余甲烷每降低
0.1％，合成氨产量增加1.1-1.4％。一般控制：0.2-0.4％。
（6）空速
1.7、 甲烷转化催化剂
选择原则：高强度、高活性、抗析碳、抗中毒 高空隙率
组成：
主催化剂： NiO（4-30％）
促进剂 ： Al2O3、MgO、CaO、TiO2、K2O
• • • •
甲烷蒸汽转化的特点？ 甲烷转化为何采用两段？ 甲烷转化催化剂主要成分？ 如何防止析碳？
由甲烷制得CO+H2的方法还有哪些？
该生产工艺有以下几种:
1水蒸汽重整法 2 部分氧化法
CH4+H2O(g) CO+3H2 CO+2H2
CH4+0.5O2
3 二氧化碳重整法 CH4+CO2
CO+3H2
C n H 2 n 2nH2 O nCO 2 3nH2
n 3n n H 2O CH4 CO2 2 4 4
CH4+H2O=CO+3H2
H 0
吸热反应
必须提供热量
1.2 甲烷蒸气转化反应原理
CH4+H2O=CO+3H2-206.4
P13
存在问题
CH 4 C 2H 2
2CO C CO2
方法
部分氧化法
蒸汽转化法
二氧化碳重整法
1.1 烃类蒸汽转化法
天然气：储存于地层较深部位的可燃气体的统称。储量丰富、
价格低廉、环保、便于管道输送和加压转化，制氢时的费
用最低，投资省能耗低。
• 主要成分：甲烷和其它烷烃。
CH4:210.8kcal/g H2：29.15kcal/g CO：28.9 kcal/g
CO H 2 C H 2O
1.2 甲烷蒸气转化反应原理
气质要求
CH4＜0.5% （CO+H2）/N2=2.8~3.1
P13
分段反应：
为何采用分段反应?
1.3 甲烷蒸汽转化反应热力学和动力学 p14
热 效 应
特点： 均为可逆反应。前者吸热，热效应 随温度的增加而增大；后者放热，热效应随 温度的增加而减少。
1.8
Lurgi公司二段转化工艺特点
一段蒸汽转化 + 氧化燃烧升温 + 二段蒸汽转化
• 甲烷的转化率提高，合成气中CH4可降低到 0.5%以下； • 调节氢碳比，合成气H2/CO比在2左右，适合 于甲醇生产； • 降低能耗； • 投资费用增加。
1.9、主要设备
一段转 化炉
• 不同生产规模的装置，一段转化 炉的管子数量不同，年产30万吨 合成氨，有88根转化管。
2.2 催化部分氧化
CH4+0.5O2 CO+2H2
在催化剂存在下，氧气和天然气进行部分氧化反
应，反应在较低温度(750-800℃)下进行，可避免
高温非催化部分氧化伴生的燃烧反应，是温和的
放热反应。
H2/ CO的比例为2，可直接用于甲醇及费一托合 成等重要工业过程。
催化部分氧化特点
• 与传统的水蒸气重整法相比，甲烷部分氧化制合成 气的反应器体积小、效率高、能耗低，可显著降低 设备投资和生产成本，受到了国内外的广泛重视， 研究工作十分活跃。 • 该工艺仍处于研究阶段， (1) 催化剂的开发，包括提 高催化剂活性、解决催化剂的积碳问题；(2) 由于催 化剂床层存在的很高的温度梯度造成催化剂烧结和 反应器材质问题等，短期内难以工业化。
常见事故
• • • • • • • •
一段炉对流段炉顶烧穿事故 一段炉爆管 一段转化炉过渡段损坏 一段转化炉炉管花斑 一段转化炉析碳 一段转化炉压差非预期升高 一段转化炉炉墙温度超高 炉膛温度分布 不均
西北某合成氨装置一 段炉膛爆燃造成炉顶 掀翻。 重庆某新投产的甲醇 厂盘管爆管…
． 热斑，造成的原因有 １．水碳比连锁未投，事故状态 下，中压蒸汽垮掉，造成析碳． ２．装填时有架桥现象． ３．催化剂中毒，比如前系统漏 硫．压缩机漏油． ４．在保温时泼洒在转化管上的 保温浆，干了就是热斑
(2)温度 烃类蒸汽转化是吸热、可逆反应，温度 增 加，甲烷平衡含量下降。温度每降低10℃， 甲烷平衡含量约增加1-1.3％。 一段转化：800-900 ℃ 二段温度：1000-1200 ℃
平衡温距：一段10~15 ，二段15~30 ℃
(3)压力 烃类蒸汽转化为体积增大的可逆反应，提
第二章 粗原料气制取 重点：
掌握粗原料气制取的方法、原理、主要设备；工艺特点、 降耗措施、三废治理
了解：
烃类蒸汽转化催化剂的组成， 各种制气反应机理、工艺条件的选择原则
第一节 烃类蒸汽转化法 • 气态烃原料的种类
天然气
炼厂气
气态烃
焦炉气
石脑油
• 气态烃原料制粗原料气的方法
自热重整法
蒸汽转化法
非催化部分氧化
2 部分氧化法
2.1 非催化部分氧化 CH4+0.5O2
CO+2H2
由于渣油价格 上涨，环保要求 提高，以渣油非 催化部分氧化装 置改用天然气。 1500℃ 兰化公司化肥厂， 宁夏化工厂和乌石化， 新疆化肥厂
非催化部分氧化的特点：
• 没有催化剂，反应温度高1000-1500℃ ，主要涉 及上述部分氧化反应，同时伴有强放热的完全 燃烧反应； • 产物中H2/ CO比约为2，更适合于甲醇的合成和 F-T汽油合成； • 反应器材质要求苛刻，需要较好的热回收装置 来回收反应热和除尘。
该工艺处于研究的初始阶段。
以焦炉气制甲醇 需补充二氧化碳
新技术的应用
几
（1）ICI开发的GHR(气体加热重整）
t＝ 1-x
1-x
m-x-y
x-y
3x＋y
y
1+m＋2x
1 x x y x y y mx y 平衡组成 1 m 2 x 1 m 2 x 1 m 2 x 1 m 2 x 1 m 2 x
预计转化气组成
已知温度
求平衡常数
求平衡组成
选择工艺条件
判断工况
图1-2-1~1-2-3使用方法及 用途
• 重化院天然气催化部分氧化法制合成气
2.3、二氧化碳重整
CH4+CO2
CO+3H2
• CO2重整是由C02与甲烷反应生成有用的 CO和H2，是废气利用、变废为宝、应用
前景广阔的C02固定化和综合利用途径
之一，成为近年来的研究热点之一。
二氧化碳重整反应特点：
• 强吸热反应，温度>645℃热力学上才可行。 • 过高的反应温度不仅会造成高能耗，而且对反 应器材质也提出了更高的要求。 • 降低反应温度、减少能耗的最有效办法就是选 择适宜的催化剂。
载体： 铝酸钙连接型和氧化铝烧结型 装填：过筛、均匀、下降落差不能太大。
还原后才能使用，卸出前必须钝化
还原： 还原剂CO 或H2
反应：NiO+H2=Ni＋H2O
钝化: 空气 2Ni+O2=2NiO 强放热反应
中毒：H2S 、COS、 CS2、 硫醇、噻吩；砷、氯
运行指标：总硫、氯根含量分别小于0.5ppm
化学 平衡常数
k p1 k p6
3 PCO PH 2
PCH 4 PH 2O PCO2 PH 2 PCO PH 2O
log k p 1
9864 .75 8.3666 log T 2.0814 *10 3 T 1.8737 *10 7 T 2 11.894 T 2.183 0.09361 log T 0.632 *10 3 T 1.08 *10 7 T 2 2.298 T
反 应 机 理
1.4 甲烷蒸汽转化过程的析碳
• 析碳反应：
P21
吸热
放热 放热
CH4 C 2 H 2
裂解
2CO C CO2
CO H 2 C H 2O
影响因素：温度、压力、气体组成
还原
歧化
危害：覆盖催化剂表面，堵塞微孔，降低催化
剂寿 命；影响传热，缩短转化炉的寿命；催化剂破碎增大床 层阻力，影响生产能力。 烃类析碳难易程度的判断：温度越高，析碳越易； 同一烷烃中，碳数越多，析碳反应愈易发生。
1 、岗位任务 • 在转化炉内天然气和水蒸气混合物在催化 剂的作用下进行转化反应，生成CO和H2，制 成合成氨需要的半水煤气。
• （CO+H2)/N2=2.8--3.1 • 残余甲烷含量小于0.5％
气质要求
2 、主要化学反应
原料气在高温下与水蒸气反应生成 CO和H2
烷烃转化
Cn H 2 n 2
4 自热重整法 (水蒸汽重整+部分氧化 )
水蒸汽重整法（SRM）
CH4+H2O(g) CO+3H2+205.7kJ/mol
强吸热反应
以天然气为原 料的大型合成 氨厂广泛采用
转化气
水蒸汽重整法的特点 • 采用管式反应器，靠反应管外天然气的直接 燃烧产生热量维持吸热反应的热量（直烧） • 操作温度为850-1000℃ • 合成气的组成：H2/CO=3，适用于合成氨和制 氢过程。 • 能耗高、投资大、天然气耗费量大。
太高,当催化剂活性下降时可适当加大水碳比或减少原料流量。
• 第四，检查转化管内是否有积碳，可通过观察 管壁颜色，如出现“热斑、热带”、转化管内 阻力增加，可帮助判断。 • 第五，当洗碳较轻时，可采用降压、减量，提 高水碳比的方法除碳。
1.5
二段转化反应 p25
目的
1 将一段转化气中的甲烷继续转化；
• 例题：
一段转化炉出口温度820℃、压力3.0MPa（表）
，求水碳比为3.5的甲烷转化气成分。
平衡温距15~25 ℃
已知温度、压力、水碳比
查转化气组成
确定温度、压力、水碳比参数
有转化气组成
在催化剂的表面，甲烷转化的速度比甲烷分解的速度
快的多，中间产物中不会有碳生成。其机理为在催化剂 表面甲烷和水蒸气解离次甲基成和原子态氧，在催化剂 表面被吸附并互相作用，最后生成CO、CO2和H2。
高操作压力对转化反应平衡不利，会使甲烷平衡 含量也随之增大，但可改善反应速率、传热速率 和传热系数。
加压转化还可节省原料气的压缩功， 使变换、脱碳、甲烷化在几乎同一压力下操作， 减少净化设备投资。 提高过量蒸汽余热的利用价值。
加压 优点
（4）二段转化空气量：加入空气量的多少，用二段炉
出口温度反映，但不能用来控制炉温和出口甲烷含量的
log k p 6
备注： 此公式属经验公式，来源于试验，
平衡常数与温度有关，P15表1-2-2平衡组成。
平衡常数的应用（计算平衡组成） P15
计算基准：1molCH4，水碳比为m， 假设转化了的甲烷为x ，变换了的一氧化碳为y 则平衡时各组分的组成见下表 物质 t＝ 0 CH4 1 H2O m CO 0 H2 0 CO2 0 合计 1＋m
材质：耐热合金钢管 φ71~122，长 10~12m
二段转化炉
此项技术在焦炉气 制甲醇工艺中的应用简介
二段炉一般气体组成
组分 进口
H2 69.0
CO 10.12
CO2 10.33
CH4 9.68
N2 0.87
Ar
合计 100
出口
56.4
12.95
7.78
0.33
22.26
0.28
100
粗原料气组成
防止析碳的原则
第一，应使转化过程不在热力学析碳的条件下进行，蒸汽用量 大于理论最小水碳比，是保证不会使炭黑生成的前提。 第二，选用适宜的催化剂并保持活性良好以避免进入动力学可
能析碳区。对于含有易折碳组分烯烃的炼厂气以及石脑油的
蒸汽转化操作，要求催化剂应具有更高的抗析碳能力。 第三，选择适宜的操作条件，例如：含烃原料的预热温度不要
n 1 3n 1 n 1 H 2O CH4 CO2 2 4 4
Cn H 2 n 2 nH2O nCO ( 2n 1) H 2
Cn H 2 n 2 2nH2O nCO2 (3n 1) H 2
烯烃转化 甲烷转化
Cn H 2 n
Cn H 2 n nH2O nCO 2nH2
2 加入空气提供合成氨反应需要的氮； 3 燃烧部分转化气中的氢气为转化炉供热
反应：2H2+O2=2H2O CO+O2=CO2 2CH4+O2=2CO+4H2 2CH4+H2O=CO+H2 CH4+CO2=2CO+2H2
催化剂顶部空间进行反应速度快万倍
催化剂床层
1.6 转化工艺条件
(1)水碳比 是指进口气体中水蒸汽与含烃原料中碳分子
一段转化炉炉墙温度超高 １．耐火砖，烧缩率大了，收缩后，出现缝隙， 下面的陶瓷纤维保温效果变差． ２．陶瓷纤维保温效果差，质量有问题． ３．烧嘴偏烧，造成墙体局部受热不均，变形． 总之可以，看外部的油漆，如果脱落，那么 炉子里面一定有问题．
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需要掌握的内容
甲烷含量小于0.5%时，加 压条件下反应温度须在 1000以上，热源、材质
手段。因为空气量的加入有合成反应的氢氮比决定。
（5）二段出口甲烷含量：二段炉出口残余甲烷每降低
0.1％，合成氨产量增加1.1-1.4％。一般控制：0.2-0.4％。
（6）空速
1.7、 甲烷转化催化剂
选择原则：高强度、高活性、抗析碳、抗中毒 高空隙率
组成：
主催化剂： NiO（4-30％）
促进剂 ： Al2O3、MgO、CaO、TiO2、K2O
• • • •
甲烷蒸汽转化的特点？ 甲烷转化为何采用两段？ 甲烷转化催化剂主要成分？ 如何防止析碳？
由甲烷制得CO+H2的方法还有哪些？
该生产工艺有以下几种:
1水蒸汽重整法 2 部分氧化法
CH4+H2O(g) CO+3H2 CO+2H2
CH4+0.5O2
3 二氧化碳重整法 CH4+CO2
CO+3H2
C n H 2 n 2nH2 O nCO 2 3nH2
n 3n n H 2O CH4 CO2 2 4 4
CH4+H2O=CO+3H2
H 0
吸热反应
必须提供热量
1.2 甲烷蒸气转化反应原理
CH4+H2O=CO+3H2-206.4
P13
存在问题
CH 4 C 2H 2
2CO C CO2
方法
部分氧化法
蒸汽转化法
二氧化碳重整法
1.1 烃类蒸汽转化法
天然气：储存于地层较深部位的可燃气体的统称。储量丰富、
价格低廉、环保、便于管道输送和加压转化，制氢时的费
用最低，投资省能耗低。
• 主要成分：甲烷和其它烷烃。
CH4:210.8kcal/g H2：29.15kcal/g CO：28.9 kcal/g
CO H 2 C H 2O
1.2 甲烷蒸气转化反应原理
气质要求
CH4＜0.5% （CO+H2）/N2=2.8~3.1
P13
分段反应：
为何采用分段反应?
1.3 甲烷蒸汽转化反应热力学和动力学 p14
热 效 应
特点： 均为可逆反应。前者吸热，热效应 随温度的增加而增大；后者放热，热效应随 温度的增加而减少。
1.8
Lurgi公司二段转化工艺特点
一段蒸汽转化 + 氧化燃烧升温 + 二段蒸汽转化
• 甲烷的转化率提高，合成气中CH4可降低到 0.5%以下； • 调节氢碳比，合成气H2/CO比在2左右，适合 于甲醇生产； • 降低能耗； • 投资费用增加。
1.9、主要设备
一段转 化炉
• 不同生产规模的装置，一段转化 炉的管子数量不同，年产30万吨 合成氨，有88根转化管。
2.2 催化部分氧化
CH4+0.5O2 CO+2H2
在催化剂存在下，氧气和天然气进行部分氧化反
应，反应在较低温度(750-800℃)下进行，可避免
高温非催化部分氧化伴生的燃烧反应，是温和的
放热反应。
H2/ CO的比例为2，可直接用于甲醇及费一托合 成等重要工业过程。
催化部分氧化特点
• 与传统的水蒸气重整法相比，甲烷部分氧化制合成 气的反应器体积小、效率高、能耗低，可显著降低 设备投资和生产成本，受到了国内外的广泛重视， 研究工作十分活跃。 • 该工艺仍处于研究阶段， (1) 催化剂的开发，包括提 高催化剂活性、解决催化剂的积碳问题；(2) 由于催 化剂床层存在的很高的温度梯度造成催化剂烧结和 反应器材质问题等，短期内难以工业化。
常见事故
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一段炉对流段炉顶烧穿事故 一段炉爆管 一段转化炉过渡段损坏 一段转化炉炉管花斑 一段转化炉析碳 一段转化炉压差非预期升高 一段转化炉炉墙温度超高 炉膛温度分布 不均
西北某合成氨装置一 段炉膛爆燃造成炉顶 掀翻。 重庆某新投产的甲醇 厂盘管爆管…
． 热斑，造成的原因有 １．水碳比连锁未投，事故状态 下，中压蒸汽垮掉，造成析碳． ２．装填时有架桥现象． ３．催化剂中毒，比如前系统漏 硫．压缩机漏油． ４．在保温时泼洒在转化管上的 保温浆，干了就是热斑