【摘要】：由于氢与氧之间有极快的反应速度,首先发生的是氢气与氧气的燃烧反应,使氧气在催化剂床上的空间就差不多全部被氢气消耗,反应释放出的热量迅速提高炉内的转化温度,使温度高达1200℃以上。随即在催化剂床层进行甲烷和一氧化碳与蒸汽的转化反应。二段转化炉相当于绝热反应器,总过程是自热平衡的。由于二段转化炉中反应温度超过1000℃,即使在稍高的转化压力下,甲烷也可转化得相当完全。
图1.5 硫对镍催化剂的毒害作用
1)甲烷蒸汽转化的二段转化
甲烷蒸汽转化常在加压下进行,一般要求转化气中甲烷少于0.5%。要使甲烷有高的转化率,需采用较高的转化温度,通常在1000℃以上,而目前耐热合金钢管还只能达到800～900℃。因此甲烷蒸汽转化时,生产上采用二段转化。一段转化炉温度在600～800℃,二段转化炉温度在1000～1200℃。从一段转化炉出来的转化气掺合一些加压空气后进入装有催化剂的二段转化炉,配入空气使带入的氮在最终转化气中达到n（CO＋H2)∶n（N2)＝3～3.1的要求。在二段转化炉中发生的是部分氧化反应。由于氢与氧之间有极快的反应速度,首先发生的是氢气与氧气的燃烧反应,使氧气在催化剂床上的空间就差不多全部被氢气消耗,反应释放出的热量迅速提高炉内的转化温度,使温度高达1200℃以上。随即在催化剂床层进行甲烷和一氧化碳与蒸汽的转化反应。二段转化炉相当于绝热反应器,总过程是自热平衡的。二段转化炉内的温度、压力对转化气中残余甲烷含量的影响如图1.6所示。由于二段转化炉中反应温度超过1000℃,即使在稍高的转化压力下,甲烷也可转化得相当完全。
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