ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Конверсия метана из "Расчеты по технологии неорганических веществ" Анализ условий равновесия этих реакций показывает, что при. —700 °С равновесный состав конечного газа определяется в основном реакциями (П1.1) и (П1.4). Это следует из значений констант равновесия реакций (П1Л)—(П1.3) и (П1.4) (табл. И1.1). [c.113] В промышленных условиях конверсию метана проводят обычно под давлением (10—30) -10 Па (10—30 атм). Это позволяет уменьшить объем аппаратуры и коммуникаций и сократить расход энергии на компримирование газа. Однако повышение давления вызывает смещение равновесия реакций (III. 1)—(III.3) влево. Для компенсации отрицательного действия повышенного давления на реакции (III.1) и (III.2) повышают температуру. [c.114] При производстве газа для синтеза аммиака метан окисляют водяным паром и кислородом, а для синтеза метанола и высших спиртов — смесью водяного пара и двуокиси углерода или по реакции (II 1.3) кислородом. Обычно конверсию метана проводят при избытке водяного пара для смещения равновесия и предотвращения образования сажи. [c.114] Для увеличения скорости и понижения температуры процесса конверсию метана осуществляют на катализаторе. Широкое распространение получил никелевый катализатор, активированный окислами алюминия, хрома и др. В присутствии катализатора равновесие практически достигается уже прн 500—800 С прн достаточно высоких объемных скоростях газа. [c.114] Для никелевого катализатора марки ГИАП-3, срок службы которого превышает 4 года, объемную скорость газа в одноступенчатом конверторе метана обычно устанавливают равной 1100 ч считая на сухой конвертированный газ. [c.114] Пример II 1.1. Определить равновесный состав конвертированного газа (предназначенного для синтеза аммиака), получаемого при конверсии метана смесью водяного пара и воздуха, обогащенного кислородом [40% О2 и 60% (об.) N3]. Соотношение между объемами компонентов HiiHaOiOatNa в исходной газовой смеси принять равным 1 1 0,6 0,9. Температура конверсии 1100 К, общее давление 1 10- Па (1 атм). [c.115] Решая эти уравнения относительно р и а, находим р — 0,9998, а = 0,0254. [c.117] Пример 111.3. Составить материальный и тепловой балансы трубчатой печи для конверсии природного газа. [c.117] Отношение объемов пар/газ в исходной смеси 2,5. Принять степень конверсии газа по углероду 67% гомологи метана разлагаются нацело соотношение между СО и СО.2 в конвертированном газе соответствует равновесию реакции (П1.4) при температуре газа у выхода из печи температура паро-газовой смеси на входе в печь 380 °С, на выходе из нее 700 С температуре дымовых газов на выходе 800 °С, Теплопотери в окружающую среду принять равными 4% от прихода теплоты. Давление в конверторе 1-10 Па (1 атм). [c.118] Расчет ведем на 100 м природного газа (при нормальных условиях). [c.118] Решая это уравнение, находим й — 100 м . [c.119] Осталось в газе водяного пара 250—100 = 150 м . [c.119] Составим тепловой баланс трубчатой печи. [c.120] Средние теплоемкости при 380 С сухого газа 1,965 и водяного пара 1,555 кДж/(м К). [c.120] Теплоту сгорания 1 природного газа определяем, исходя из теплотворной способности компонентов и состава газа. [c.120] Для определения расхода теплоты с дымовыми газами найдем количество их, образующееся при сжигании 1 м природного газа до СО2 и Н2О, при коэффициенте избытка воздуха 1,25. [c.121] Так как содержание кислорода в воздухе 21% (об.), воздуха необходимо (2,49 100)/21 = 11,8 м . [c.121] Содержание азота в нем 11,8 — 2,49 = 9,31 м . [c.121] Средняя теплоемкость дымового газа такого состава при 800 °С, отнесенная к 1 м , равна 1,48 кДж/(м -К). [c.122] Вернуться к основной статье