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如何提高甲烷蒸汽转化率 如何提高甲烷蒸汽转化率 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ *实习答辩论文* ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 如何提高甲烷蒸汽转化率 单位：化工厂甲醇 实习岗位：转化压缩 如何提高甲烷蒸汽转化率 摘要：依据甲醇生产的工艺原理，针对在生产学习过程中遇到的问题以及在实际操作中需应注意的几个问题，在本次的论文中集中阐述了甲醇转化反应中影响操作的几大因素：操作温度、操作压力、水碳比、催化剂、空速、二氧化碳的加入量等，并且根据影响的因素提出了改进转化反应的方法。 关键词：甲烷蒸汽转化反应 反应率 操作压力 操作温度 空速 催化剂 水碳比 二氧化碳的加入量 影响蒸汽转化反应得的主要因素主要是是操作温度、操作压力、水碳比、空速、二氧化碳加入量以及 催化剂等等。这些工艺操作条件互相影响，也互相的制约，因此在实际生产中不能只顾及它们本身对反应的影响，还要考虑到这些因素的变化带来的其他条件的变化影响。对操作参数的确定，不仅要考虑对本工序的影响，也要考虑对压缩合成等工艺的影响，不能仅仅考虑到本岗位的作用。在对这些影响因素分析下，提出了一些可以提高反应的措施和建议。使得可以较好的减小能耗和投资，并且对其他岗位产生积极作用。 蒸汽转化反应过程中的主要工艺操作参数是温度、压力、水碳比、空速、二氧化碳加入量等。不能只 考虑到工艺操作条件对反应本身的影响，还要考虑到转化炉的炉型、原料、炉管材料、催化剂选择等这些因素的影响。而且制定合理的操作参数，不仅要考虑对本工序的影响，也要考虑对下到工序，如压缩、合成岗位的影响，因此合理的工艺操作条件可以最大的提高转化反应的效率。同样，提高甲烷的转化率也要考虑到对生产的影响，我们不能只为了提高它的转化率而不考虑它对生产及设备等的影响。 3. 影响甲烷蒸汽转化的因素 3.1、操作压力 天然气蒸汽转化的主要反应是甲烷与水蒸气反应，是以水蒸气为氧化剂，在Ni 催化剂的作用下，将天然气中的烃类物质转化，得到一氧化碳、二氧化碳与氢的反映，是摩尔数增加的反应。从化学平衡角度来看，增加压力对反应不利。 甲烷蒸汽转化主反应方程式：（水碳比3.3） CH 4 + 2H2O(g) = CO2 + 4H2 - 165.1kJ/mol (3-1) CH 4 + H2O(g) = CO + 3H2 - 206.29kJ/mol (3-2) CO + H2O(g) = CO2 + H2 + 41.16kJ/mol (3-3) 2CO = CO2 + C - 172.5Kg/mol (3-4) CO + H2 = H2O + C - 131.47 Kg/mol (3-5) CH 4 = 2H2 + C + 74.9 Kg/mol (3-6) 由此可以看出，压力越高，出口气体平衡组成中甲烷含量越高，在温度较低时，影响尤为显著。 为了减少出口气中甲烷含量，在加压的同时，提高水碳比和温度。只要水碳比和温度提高，即使压力较高，也可以使出口气体平衡中甲烷含量降低。 虽然压力对反应平衡不利，但天然气蒸汽转化的操作压力的发展趋势仍是加压到3.0～6.0MPa ， 其主要原因是加压下操作节省能耗。当在6.0MP 下操作时，甚至可以省去C102新鲜气压缩机。 甲烷蒸汽转化反应的气体混合物摩尔数增加1.67～2.0倍，压缩反应物比压缩生成物所消耗的功要节约得多；同时，由于甲醇是在更高压力下合成的，合成气压缩的功耗与压缩前后的压缩比的对数成正比，压缩机吸入压力越高，功耗越低。 同时，转化压力越高，水蒸汽分压也越高，气体露点温度越高，蒸汽冷凝利用价值越大，可回收 热量越多。当然，转化压力提高，还可以使同样规模的甲醇装置的设备减小，设备投资减小，催化剂用量也可减少。为了降低设备投资、提高产量，可加压至1.6—2.0MPa ，设计压力为1.9—2.0 Mpa，目前压力在1.66 Mpa 左右，因此可以从整体上节省资金，尽管天然气压缩投资与动力消耗增加，但可以减少合成气压缩动力消耗。 3.2、操作温度 从以上化学平衡方程式来看，提高操作温度对转化反应有利，因为转化反应是一个强吸热的过程。 可降低残余甲烷的含量。但温度对转化管的寿命影响严重，提高操作温度对所需要的材质要求较高。 由此可见，提高反应得操作温度可以见地转化炉出口甲烷含量，不但节省了成本，而且减少甲烷这种在合成反应中的惰性气体有助于合成甲醇的反应。 但是以上提到温度对材质得要求和对寿命的影响，如对HK40材料制成的合