传统煤化工技术（合成氨） 甲烷化法工艺条件和工艺流程 第33讲 甲烷化法工艺条件和工艺流程.doc

煤化工技术专业教学资源库 甲烷化法工艺条件和工艺流程 1、工艺条件 （1）操作压力 因与上下游工序压力关系密切，通常随变换脱碳压力而定。甲烷化是体积缩小的反应，提高压力有利于化学平衡，使反应速度加快，提高催化剂的生产能力。在实际生产中，甲烷化的操作压力由合成总流程和气体净化压力确定。通常为1.0-10.0MPa。 （2）操作温度 因为甲烷化反应是强放热反应，每1％CO的绝热温升为72℃，每1％CO的绝热温升为60℃，总的温升ΔT可由下式计算： 而甲烷化的镍催化剂在200℃已有活性，也能承受800℃的高温，但操作温度不是根据催化剂的性能来确定，而是温度低限应高于生成羰基镍的温度，一般在230～450℃。 （3）CO+CO20.7％ 甲烷化是强烈的放热反应，原料气中CO和CO2含量增加，易造成催化剂超温。另外，消耗了合成NH3所需H2且生成无用的CH4。因此，必须严格控制甲烷化炉入口的CO和CO2的含量。一般要求碳氧化物含量小于0.7％。 2、工艺流程 只需原料气中碳氧化物的含量在0.5％-0.7％，甲烷化反应放出的热量就可足够将进口气体预热到所需要的温度。因此，流程中只有甲烷化反应器、进出气体换热器和水冷却器，但考虑到催化剂升温还原以及原料气中碳氧化物含量的波动，尚需其它热源补充，按外加热量多少而分为两种流程［见下图 (a)和 (b)］。 上图 (a) 流程中原料气预热部分系由进出气换热器与外加热源（例如烃类转化流程用高变气或回收余热后的二段转化气）的换热器串联组成，该流程的缺点是开车时进出气换热器不能一开始就发挥作用，升温比较困难。上图 (b) 流程则全部利用外加热源预热原料气，此反应器的气体用来预热锅炉给水。