天然气制备合成气

天然气制备合成气 天然气作为一种清洁、环境友好的能源，越来越受到广泛的重视。天然气作为一种清洁、环境友好的能源，越来越受到广泛的重视。制合成气是间接利用天然气的重要步骤，也是天然气制氢的基础，充分了解天然气制合成气 的工艺与催化剂对于我们进一步研究天然气的利用将有很大帮助。天然气中甲烷含量一般大于 90%，其余为小量的乙烷、丙烷等气态烷烃，有些还含有少量氮和硫化物。其他含甲烷等气态烃的气体，如炼厂气、焦炉气、油田气和煤层气等均可用来制造合成气。 目前工业上有天然气制合成气的技术主要有蒸汽转化法和部分氧化法。本文主要对蒸汽转化法进行具体的描述，并具体介绍此工艺的发展趋势。 蒸气转化法 蒸气转化法是目前天然气制备合成气的主要途径。蒸汽转化法是在催化剂存在及高温条件下，使甲烷等烃类与水蒸气反应，生成COH 、2等混合气，其主反应为： 2243HCOOHCH，mol/206298KJH 该反应是强吸热的，需要外界供热。因为天然气中甲烷含量在90%以上，而甲烷在烷烃中热力学最稳 定 ，其他烃类较 易 反应，因此在讨 论 天然气转化过 程 时 ，只 需考 虑 甲烷与水蒸气的反应。 甲烷水蒸气转化反应和化学平 衡 甲烷水蒸气转化过 程 的主要反应有： 2243HCOOHCH，mol/206298KJH 222442HCOOHCH，mol/165298KJH 222HCOOHCO，mol/9.74298KJH 可能发生的副 反应主要是析 碳 反应，它 们是： 242HCCH，mol/9.74298KJH 22COCCO，mol/5.172-298KJH OHCHCO22，mol/4.131-298KJH 甲 烷 水 蒸 气 转 化 反 应 必 须 在 催 化 剂 存 在 下 才 有 足 够 的 反 应 速 率 。倘 若 操 作 条件 不 适 当 ， 析 碳 反 应 严 重 ， 生 成 的 碳 会 覆 盖 在 催 化 剂 内 外 表 面 ， 致 使 催 化 剂 活 性降 低 ， 反 应 速 率 下 降 。 析 碳 更 严 重 ， 床 层 堵 塞 ， 阻 力 增 加 ， 催 化 剂 毛 细 孔 内 的 碳遇 水 蒸 汽 会 剧 烈 汽 化 ， 致 使 催 化 剂 崩 裂 或 粉 化 ， 迫 使 停 工 ， 经 济 损 失 巨 大 。 所 以对 于 烃 类 蒸 汽 转 化 过 程 要 特 别 主 要 防 止 析 碳 ， 而 高 温 有 利 于 甲 烷 裂 解 析 碳 ， 不 利...