甲烷合成反應的特點(diǎn)

口科技風(fēng)甲烷合成反應的特點(diǎn)郭迎秋(新地能源工程技術(shù)有限公司，北京市100176)摘要]本文通過(guò)實(shí)驗發(fā)現，當CO2、CO和H2同時(shí)進(jìn)入甲烷合成反應器，H2首先與CO發(fā)生甲烷合成反應，當CO完全消耗后，剩余的H，再與CO2發(fā)生甲烷合成反應，長(cháng)時(shí)間運行過(guò)程中，合成系統中雖有大量CO2,但是催化劑沒(méi)有積碳的征兆，對其進(jìn)行各項表征，各項性能與新鮮催化劑沒(méi)有區別。[關(guān)鍵詞]甲烷合成反應; CO2在傳統的甲烷化工藝中，氣化原料氣經(jīng)過(guò)凈化處理后，凈化氣經(jīng)ASAP2020M低溫氮吸附法，比表面積為BET比表面積;過(guò)變換工段調整H2/CO比例后，都有脫碳工段，把混合氣中的CO2脫5)催化劑CO吸附量:采用美國麥克公司AUTOCHEM II 2920至1.5%左右，CO2 -般排放到空氣中，合成氣進(jìn)入甲烷化工段進(jìn)行甲化學(xué)吸附儀。烷化反應。2結果與討論主要化學(xué)反應為:表1反應器進(jìn)口各氣體組分3H2+CO=CH.+H2O- 206.16KJ/molCO實(shí)題時(shí)間|文區翻過(guò)口上濃度 反應騰道口口百度 文應斷過(guò)口0恩度| 反應暴近口 北改度4H2+CO2=CH,+2H2O -165.08KJ/molCO2_ 12274.0013.207050這一傳統工藝存在很多缺點(diǎn):工藝操作難度大，必須嚴格控制4一”H/CO的比例，H2 量過(guò)高，產(chǎn)品濃度達不到要求; H2 從產(chǎn)品氣中脫除12.124.018.01058比CO2從產(chǎn)品氣中脫除難度要大的多:脫碳后的合成氣CO含量過(guò)高，12.502.13.007130027進(jìn)行甲烷化反應時(shí)，為了緩解反應器大幅溫升的問(wèn)題，必須加大循環(huán)表2.反應器出口各氣體組分量，增加動(dòng)力消耗;由于脫碳量大，對脫碳I段的操作要求高。反忠郵出口起速牌本文通過(guò)實(shí)驗，發(fā)現了甲烷合成反應的一些特點(diǎn)，可以解決傳統1.70 -5甲烷化工藝存在的缺點(diǎn)。3001實(shí)驗部分12579的1.1 催化劑12.99374171250采用專(zhuān)利ZL2010102529613中的催化劑，催化劑型號為注:XJ-01，主要活性組分為金屬鎳。1)反應條件為在2809C, 1Mpa。2催化劑性能評價(jià)采用高壓固定床反應裝置進(jìn)行催化劑活性評價(jià)，裝入5ml催化劑，2)反應器出口CO2濃度2=反應器出口CO2濃度1*反應器進(jìn)0反應前在一定溫度下用H2進(jìn)行還原2h,隨后切換反應混和氣(H2Ar濃度/反應器出口A(yíng)r濃度。CO和CO2)，待反應達到穩態(tài)，即各種物質(zhì)含量不再隨時(shí)間變化后，有表可見(jiàn)，運行111h后，CO轉化率為100%，反應器進(jìn)出口反應器進(jìn)口和出口的氣體組成由色譜分析(TCD) 數據求算反應結果。CO2濃度幾乎一致，說(shuō)明有CO2存在時(shí)，Hz 先和CO進(jìn)行甲烷合成反應。長(cháng)時(shí)間運行過(guò)程中，合成系統中雖有大量CO2,但是催化劑A沒(méi)采用美國安捷倫公司6890N氣相色譜儀，按著(zhù)國標:有積碳的征兆，對其進(jìn)行各項表征，各項性能與新鮮催化劑沒(méi)有區別。GB/T13610-2003分析。3結論13催化劑表征當CO~ CO和H2同時(shí)進(jìn)入甲烷合成反應器，H2 首先與CO發(fā)生1)催化劑和催化劑前驅體中鎳的晶相和晶粒度:采用日本理學(xué)甲烷合成反應，當CO完全消耗后，剩余的H2再與CO2發(fā)生甲烷合成D/max- -20PCX射線(xiàn)衍射儀分析(XRD);2) 催化劑組分:采用美國PE公司Optima2100DV電感耦合等反應，長(cháng)時(shí)間運行過(guò)程中，合成系統中雖有大量CO2,但是催化劑沒(méi)有積碳的征兆，對其進(jìn)行各項表征，各項性能與新鮮催化劑沒(méi)有區別。這離子光譜發(fā)射儀分析:3)催化劑相變和積碳分析:采用德國耐弛STA449F3熱分析儀熱一特性提供了 合成甲烷工藝操作的新思路:在甲烷化工段前不進(jìn)行脫碳工段，可以把COz混合在原料氣中，起到降低原料氣中CO分壓的作重分析(DTG) ;)催化劑的比表面積、孔容及孔徑分布測定:采用美國麥克公司用，緩解反應器大幅溫升。還可以消耗掉所有H,提高產(chǎn)品純度。中國煤化工MHCNMH G30 2014年7月(下