第五章合成气的生产工艺与设备

1、化学工艺学电子教案第四章氢获取途径氢获取途径改进的费托合成催化剂锌、铬系催化剂高压、380 3MPa，175 铜、锌系催化剂中低压、230270 同系化铑络合物HI催化剂C + O2 =CO2 -393.777KJ/mol (5-1)C +1/2O2 =CO -110.595KJ/mol (5-2)C + CO2 = 2CO +172.284KJ/mol (5-3)CO + 1/2O2 =CO2 -283.183KJ/mol (5-4)C + H2O (g） = CO + H2 +131.390 KJ/mol (5-5)CO + H2O (g） = CO2 + H2 -41.194 KJ/mo

2、l (5-6) C + 2H2 = CH4 -74.898 KJ/mol (5-7) PH2 + 2 PCH4 = PCO + 2PCO2P = PH2 + PCH4 + PH2O + PCO + PCO2T900 ，含有等量的含有等量的H2和和CO，其它组分含量接近于零。其它组分含量接近于零。T ，H2O、CO2、CH4含量逐渐增加。含量逐渐增加。故高温下故高温下H2和和CO含量高。含量高。相同相同T ，P， H2O、CO2、CH4含量增加，含量增加，H2和和CO含量减小。含量减小。故制得故制得H2和和CO含量高的水煤气，在低压、高温下进行。含量高的水煤气，在低压、高温下进行。rC = ky

3、O2固定床间歇法（蓄热法）操作方式：间歇法和连续法5.三类气化炉三类气化炉的炉内温度分布比较mol/kJ206)K298(HH3COOHCH224 mol/kJ247)K298(HH2CO2COCHmol/kJ7 .35)K298(HH2COO2/1CH224224 222n2n22n2n242n2nnH3nCOOnH2HCnH2nCOOnHHCCO4nCH4n3OH2nHC 2222n2n222n2n2422n2nH)1n3(nCOOnH2HCH)1n2(nCOOnHHCCO41nCH41n3OH21nHC 烷烃烷烃烯烃烯烃22222422242242224224HCOOHCOOH2CO4C

4、O3CHOHHCO3CO2CHH2CO2COCHH4COOH2CHH3COOHCH OHCHCOCOCCO2H2CCH22224 主反应主反应副反应副反应2222243HCOOHCOHCOOHCHkJHHCOOHCOkJHHCOOHCH19.4129.206302982220298224OHCOHCOPOHCHHCOPPPPPKPPPPK222242231假假定定：无无炭炭黑黑析析出出转转化化温温度度系系统统压压力力；原原料料气气中中的的水水碳碳比比已已知知条条件件： TP)CHOHm(m42P=3.5MPa、T=800水碳比越高，甲烷平衡含量越低。水碳比越高，甲烷平衡含量越低。反应压力反应压

5、力 MPa水碳比水碳比2、T800甲烷平衡含量甲烷平衡含量水碳比为水碳比为2温度增加，甲烷平衡含量下降温度增加，甲烷平衡含量下降222224HCOOHCOH3COOHCH 222222224COOCOHO)g(OHCOCOH2CO)g(OHCHHCHCH4CHkpr 析炭危害析炭危害KP1 = PH 22/ PC H4KP2 = PC O2/ PC O2KP3 = PH2O/PC OPH2)3(mol/kJ46.131OHCHCO)2(mol/kJ5 .172COCCO2)1(mol/kJ94.74H2CCH22224 控制水碳比、适宜的温度和压力来解决析碳。3PHCOOH2P2COCO1PC

6、H2HKpppKppKpp22242 析碳可能性析碳可能性卤素卤素 0.5ppm,永久性中毒永久性中毒xNi + H2S = NixS + H22H2 + O2 = 2H2O(g) - 483.99KJ/mol2CO + O2 = CO2 - 565.95KJ/molCH4 + H2O = CO + 3H2 +206.29KJ/mol美国美国Kellege法法CH40.3%CH4 9.5%a 顶部烧嘴炉顶部烧嘴炉b 侧臂烧嘴炉侧臂烧嘴炉CnHm + nH2O nCO + (n + m/2)H2CO + H2O CO2 + H2CH4 2H2 + C CnHm nCHx + (m - nx)/2

7、H2CHx x/2H2 + C 2 CO C + CO2 CO + H2 C + H2O C + H2O CO + H2CmHn(液) CmHn(气) CmHn + (m/2 + n/4)O2 mCO + (n/2)H2OCmHn + (m/2)O2 mCO + (n/2)H2CmHn + mH2O mCO + (n/2+m)H2CmHn + 2mH2O mCO2 + (n/2+2m)H2CmHn (m-n/4)C + (n/4)CH4 CH4 C + 2H2CmHn + mCO2 2mCO + (n/2)H2CH4 + H2O CO + 3H2CH4 + 2 H2O CO2 + 4H2CH4 + CO2 2CO + 2H2C + CO2 2CO C + H2O CO + H2 CO + H2O CO2 + H2 CO + H2O CO2 + H2 CH4 + H2O CO + 3H2 2CO 2C(S) + O22CO CO2 + CCO + H2 H2O+ CCH4 2H2 + CCH4 + H2O