1.6 甲烷化在线视频

各位同学好

上一个知识点

我们重点介绍了二氧化碳吸收

这样一个工艺的一些原理

还有我们的工艺流程

那么本知识点

我们重点介绍

少量一氧化碳的脱出的工艺

经过前面一氧化碳的变换

和二氧化碳的脱出之后

原料气中

除了一定比例的氢气和氮气之外

还仍然存在少量的一氧化碳

和二氧化碳

这里面一氧化碳的含量

通常小于0.5%

二氧化碳的含量

通常小于0.1%

为了防止所存在的

少量的一氧化碳和二氧化碳

在后期合成氨过程中

对一个催化剂四氧化三铁的作用中毒现象

所以必须对其进行进一步的净化

在生产的过程中

我们也称之为原料气的精制

最终使原料气中的一氧化碳含量

要小于10乘10的负六次方

二氧化碳的含量要小于25乘以10的负6次方

精制的方法通常有三种

第一种是铜氨液洗涤法

第二种是甲烷化法

第三种是液氨洗涤法

铜氨液洗涤法是用铜氨液

在高压低温条件下

吸收一氧化碳二氧化碳

并在减压加热条件下

再生的方法

甲烷化法

是在催化剂的作用下

一氧化碳和二氧化碳

与氢气反应生成无毒的甲烷

这个方法是我们前面

甲烷制氢的一个逆反应方程式

第三种是液氨洗涤法

是在低温冷凝

运用液氨洗涤的物理吸收方法

目前

工业中多种甲烷化法

下面我们重点与于介绍

甲烷法的基本原理

是前面蒸汽转化反应的逆过程

反应生成气中的一氧化碳

和反生气的氢气进行反应

生成甲烷和水

二氧化碳和氢气反应

生成甲烷和水

两个反应都属于放热反应

低温是有利于反应平衡向正向进行的

和我们蒸汽转化的反应类似

以Ni作为甲烷化的催化剂

在Ni催化剂的上面

还产生下列的副反应

主要有一氧化碳可能气化生成

单质碳和二氧化碳

还有我们一氧化碳和催化剂Ni

可能会生成羰基镍

这种物质

强放热反应的催化剂

床层会出现显著的升温过程

那么每1%的氧化碳绝热升温

可以达到72摄氏度

每1%的二氧化碳绝升温

可以达到六十摄氏度

所以这个地方要特别注意室温效应

那么对于反应平衡而言

我们下面可以列出几个

反应平衡常数

那么就是由于

反应的产物

分压的乘积除以反应的原料

分压乘积

在达到平衡的时候

就是我们反应平衡常数

那么下图所示的是

200摄氏度到500摄氏度

3兆帕下

我们的水和甲烷的比例

是3.5的情况下的平衡组成

大家可以看到

随着温度升高

反应平衡常数是降低的

与我们前面所说的

低温有利于甲烷化

反应是一致的

那么看一看我们工艺条件的选择

在温度方面

低温对甲烷化反应平衡有利

但是在这过程中温度不能过低

如果温度过低的时候

CO与Ni生产我们的羰基镍

造成催化剂的损失

同时反应温度过低的时候

我们的反应速度也会变慢

所以在实际生产过程中

温度一般控制在280到420摄氏度

第二是反应压力的影响

甲烷化反应是一个体积减小的反应

提高我们的反压力

是有利于反应向正向进行的

并使反应的速率加快

提高单位体积设备

和催化剂的生产能力

在实际生产过程中

我们反应压力控制

要与前后的工段压力

是有关系的

一般选择为2到3兆帕

第三个条件是原料气的成分

若原料气中的一氧化碳

和二氧化碳含量过高

催化剂床层升温过程

就会很明显

容易造成差距的超温

并且甲烷化后

原料气中的甲烷含量也会增加

一般在生长过程中要求

一氧化碳和二氧化碳

的体积百分含量

要小于0.7%

下面是我们

一氧化碳甲烷化的一个工艺流程

如图所示

我们中间的这个地方

是甲烷化转化炉

前面由二氧化碳吸

收过来的气体

那么进入甲烷转化炉之前

要通过两级换热器

来进行温度进一步降低

有利于我们的甲烷化转化到平衡

再甲烷化转化之后

我们的剩余气体

由于在反应过程中是个强放热反应

所以它的温度升得比较高

在能量利用的角度来讲

我们通过了两集废热锅炉

使我们的甲烷化炉的转化器

温度进一步降低

同时热量进行回收

通过一级液体分离器

进行气液分离过程

所得到最终的气体

进入我们的合成氨下一步的工段

各位同学

我们的一氧化碳甲烷化

主体的这个知识点就讲到这里

请大家后面好好复习下

谢谢