【甲醇變換的基本原理探析綜述1900字（論文）】

[15]：Klog1.4平衡變換的影響因素溫度一氧化碳變換反應(yīng)是等體積的可逆放熱反應(yīng)，當(dāng)原料氣組成一定時(shí)，溫度越低，平衡轉(zhuǎn)換率越高。降低溫度，平衡向正方向移動，Kp值增大。因此，變換反應(yīng)盡量在低溫下進(jìn)行。壓力一氧化碳變換反應(yīng)為恒容反應(yīng)，反應(yīng)前后分子數(shù)不變，所以壓力的變化對反應(yīng)沒有顯著影響。H2O/CO（汽氣比）H2O/CO指變換爐內(nèi)水蒸氣與原料氣CO的體積比，代表了水蒸氣用量。不論是哪種變換流程，隨著汽氣比的增加，CO平衡變換率增高，其趨勢是先快后慢。即當(dāng)H2O/CO較低時(shí)，汽氣比的增大可顯著提高一氧化碳轉(zhuǎn)化率，當(dāng)H2O/CO提高到某一值后，平衡轉(zhuǎn)化率趨于穩(wěn)定。因此，在實(shí)際生產(chǎn)中適當(dāng)?shù)奶岣逪2O/CO有助于變換反應(yīng)的進(jìn)行，提高反應(yīng)轉(zhuǎn)化率，減少系統(tǒng)出口CO殘余量，但過高的H2O/CO使得蒸汽消耗明顯增加，轉(zhuǎn)化率增加并不明顯，還會使催化劑床層溫度難以維持，增加了余熱回收裝置的設(shè)備負(fù)荷，造成汽氣比偏高，從經(jīng)濟(jì)角度看也是不合理的。另外，對于同樣的一氧化碳平衡變換率，變換溫度不同，汽氣比也有所區(qū)別。變換溫度越高，所需蒸汽量越大。因此，低溫變換可以有效地減少蒸汽用量，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。二氧化碳的影響在一氧化碳變換反應(yīng)中，組分中二氧化碳的濃度也影響化學(xué)平衡的進(jìn)行。如果在反應(yīng)過程中能及時(shí)除去二氧化碳，促使化學(xué)平衡向著正反應(yīng)方向移動，進(jìn)而提高轉(zhuǎn)化率。脫除二氧化碳的方法是將變換尾氣送脫碳工序脫除二氧化碳，可在兩次變換反應(yīng)之間除去二氧化碳以提高反應(yīng)轉(zhuǎn)化率。副反應(yīng)的影響在一氧化碳變換反應(yīng)過程中，可能發(fā)生析炭和甲烷化等副反應(yīng)。其反應(yīng)方程式如下：2CO=C+CO+32CO+2C析炭和甲烷化不僅會消耗原料氣中的氫氣和一氧化碳，而且產(chǎn)生大量雜質(zhì)氣體，減少了反應(yīng)物與催化劑的接觸表面，降低催化劑的活性，增加床層壓降阻力，對后續(xù)反應(yīng)造成很大影響。在實(shí)際生產(chǎn)中，可以通過調(diào)整某些工藝參數(shù)來減少上述副作用。一氧化碳變換反應(yīng)屬于氣固相催化反應(yīng)。反應(yīng)機(jī)理為：水蒸氣分子首先被催化劑的活性表面吸附，并分解為氫及吸附態(tài)氧原子，氫進(jìn)入氣相，吸附態(tài)氧原子在催化劑表面形成氧原子吸附層，一氧化碳分子撞擊到氧原子吸附層表面形成二氧化碳，并離開催化劑表面。1.5反應(yīng)速率一氧化碳變換反應(yīng)屬于氣固相催化反應(yīng)。反應(yīng)機(jī)理為：水蒸氣分子首先被催化劑的活性表面吸附，并分解為氫及吸附態(tài)氧原子，氫進(jìn)入氣相，吸附態(tài)氧原子在催化劑表面形成氧原子吸附層，一氧化碳分子撞擊到氧原子吸附層表面形成二氧化碳，并離開催化劑表面。變換反應(yīng)速率不僅與系統(tǒng)內(nèi)壓力有關(guān)、溫度、組分濃度等因素有關(guān)，還與催化劑種類性質(zhì)有關(guān)。通式可表示為：r式中：k——速率常數(shù)，kmol/(kg/h)p——總壓，MPal、s、n、p——冪指數(shù)，且δ=l+m+n+qβ——催化劑性能參數(shù)y——各組分濃度，kmol/m31.6影響反應(yīng)速率的因素溫度變換反應(yīng)是可逆放熱反應(yīng)，當(dāng)氣體組成一定時(shí)，反應(yīng)速率隨溫度升高先增大，達(dá)到最高值后，逐漸減小。在相同的氣體組成和汽氣比下，變換反應(yīng)存在一個(gè)最適宜反應(yīng)溫度（TmTm式中：Tm、Te——最佳反應(yīng)溫度、平衡溫度，KR——?dú)怏w常數(shù)，8.314kJ/(kmol/K)E1、E2——正逆反應(yīng)活化能，kJ/kmol壓力當(dāng)氣體組成和溫度恒定時(shí)，反應(yīng)速率隨壓力的增加而增大。當(dāng)壓力增加時(shí)，反應(yīng)體積縮小，分子碰撞幾率增多，從而提高化學(xué)反應(yīng)速率。H2O/CO這與H2O/CO平衡轉(zhuǎn)化率的影響相似。提高H2O/CO，反應(yīng)速率增加，但趨