ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Конверсия метана смесью окислителей из "Эксплуатация установок по производству водорода и синтез газа" В последние годы освоены промышленные установки для получения водорода и синтез-газа из углеводородных газов с применением смеси окислителей - кислорода, водяного пара и диоксида углерода. [c.18] Состав конвертированного газа должен удовлетворять требованиям его переработки на последующих его стадиях производства, т.е. характеризоваться определенной суммой или определенным соотношением его компонентов. Эту характеристику называют стехиометрическим показателем конверсии S. Данный показатель в значительной степени зависит от применяемых окислителей. [c.18] В производстве водорода после паровой конверсии S = Нг + СО = = 85-90% (об.). [c.18] В производстве аммиака после парокислородовоздушной конверсии 5 = (Нг + СО) Нг = 3,05- 3,1. [c.18] В производстве метанола после пароуглекислотной конверсии S = = (Нг + С0г) (С0г + СО) = 2,0-2,2. [c.18] В производстве высших спиртов после пароуглекислотной конверсии 5 = Нг СО = 0,7-1,0. [c.18] Одним из важных требований к составу конвертированного газа является допустимое количество остаточного метана. В зависимости от назначения процесса и особенностей последующих стадий переработки концентрация метана в сухом газе колеблется от 0,3 до 3,0% (об.). [c.18] Конверсия метана парокислородной смесью. Применение в качестве окислителя смеси водяного пара с кислородом позволяет осуществить процесс конверсии автотермично. Получаемый при этом безаэотистый конвертированный газ может быть использован для производства водорода, а после дозировки соответствующего количества азота -для синтеза аммиака. [c.19] В зависимости от применяемого давления, избытка водяного пара и температуры парогазокислородной смеси на входе в реактор расход кислорода составляет 0,55- 0,7 м на I м исходного метана. [c.19] Состав технологического газа определяется положением равновесия двух последних независимых реакций. [c.19] Первую реакцию можно считать необратимой, так как в продуктах реакции кислород практически отсутствует. [c.19] Равновесный состав газовой смеси зависит от температуры и давления процесса, а также от состава и температуры исходной смеси. [c.19] С повышением температуры процесса скорости прямой и обратной реакций возрастают неодинаково. Так, при протекании эндотермической реакции взаимодействия метана с водяным паром скорость реакции с повышением температуры системы возрастает быстрее, чем скорость обратной реакции. В результате равновесие сдвигается в сторону уменьшения содержания метана в продуктах реакции. [c.19] При протекании же экзотермической реакции взаимодействия СО с водяным паром с повышением температуры равновесие системы сдвигается в сторону увеличения концентрации исходных веществ в равновесной газовой смеси. [c.19] Изменение давления влияет на равновесный состав только в случае изменения объема газовой смеси в ходе процесса. Вторая реакция идет с увеличением объема, поэтому при увеличении давления равновесие сдвигается в сторону увеличения содержания метана в продуктах реакции. На равновесие третьей реакции давление не влияет, поскольку она протекает без изменения объема. [c.19] Изменение концентрации реагирующих веществ, например увеличение соотношения Н20 СН4, сдвигает равновесие реакции в сторону уменьшения содержания оксида углерода в равновесной смеси. [c.19] В промышленных условиях это соотношение поддерживают (1-1,3) 1, при этом содержание СО2 в конвертированном газе на выходе из конвертора должно быть не менее 6,0% (об.) для предотвращения отложения углерода на катализаторе. [c.19] Процесс конверсии метана парокислородной смесью при заданном давлении наиболее выгодно осуществлять при максимально возможной температуре подогрева исходной смеси и минимально возможном отношении Н20.-СН4. [c.20] Конверсия метана парокислородовоздушной смесью. Технологический газ для синтеза аммиака с отношением H2 N2 = 3 1 на стадии конверсии метана может быть получен дозированием в газовую смесь азота с воздухом. Расход технического кислорода при этом значительно сокращается, так как общее количество Ог, необходимого для ведения автотермического процесса, изменяется незначительно. Для получения азотоводородной смеси стехиометрического состава к 1 м конвертируемого метана добавляют около 0,9 м азота или примерно 1,14 воздуха, что позволяет сократить расход технического кислорода на 32% (с учетом затрат тепла на подогрев вводимого с воздухом азота от 50 до 850 °С). [c.20] Вернуться к основной статье