甲烷合成反应的特点

口科技风甲烷合成反应的特点郭迎秋(新地能源工程技术有限公司，北京市100176)摘要]本文通过实验发现，当CO2、CO和H2同时进入甲烷合成反应器，H2首先与CO发生甲烷合成反应，当CO完全消耗后，剩余的H，再与CO2发生甲烷合成反应，长时间运行过程中，合成系统中虽有大量CO2,但是催化剂没有积碳的征兆，对其进行各项表征，各项性能与新鲜催化剂没有区别。[关键词]甲烷合成反应; CO2在传统的甲烷化工艺中，气化原料气经过净化处理后，净化气经ASAP2020M低温氮吸附法，比表面积为BET比表面积;过变换工段调整H2/CO比例后，都有脱碳工段，把混合气中的CO2脱5)催化剂CO吸附量:采用美国麦克公司AUTOCHEM II 2920至1.5%左右，CO2 -般排放到空气中，合成气进入甲烷化工段进行甲化学吸附仪。烷化反应。2结果与讨论主要化学反应为:表1反应器进口各气体组分3H2+CO=CH.+H2O- 206.16KJ/molCO实题时间|文区翻过口上浓度 反应腾道口口百度 文应断过口0恩度| 反应暴近口 北改度4H2+CO2=CH,+2H2O -165.08KJ/molCO2_ 12274.0013.207050这一传统工艺存在很多缺点:工艺操作难度大，必须严格控制4一”H/CO的比例，H2 量过高，产品浓度达不到要求; H2 从产品气中脱除12.124.018.01058比CO2从产品气中脱除难度要大的多:脱碳后的合成气CO含量过高，12.502.13.007130027进行甲烷化反应时，为了缓解反应器大幅温升的问题，必须加大循环表2.反应器出口各气体组分量，增加动力消耗;由于脱碳量大，对脱碳I段的操作要求高。反忠邮出口起速牌本文通过实验，发现了甲烷合成反应的一些特点，可以解决传统1.70 -5甲烷化工艺存在的缺点。3001实验部分12579的1.1 催化剂12.99374171250采用专利ZL2010102529613中的催化剂，催化剂型号为注:XJ-01，主要活性组分为金属镍。1)反应条件为在2809C, 1Mpa。2催化剂性能评价采用高压固定床反应装置进行催化剂活性评价，装入5ml催化剂，2)反应器出口CO2浓度2=反应器出口CO2浓度1*反应器进0反应前在一定温度下用H2进行还原2h,随后切换反应混和气(H2Ar浓度/反应器出口Ar浓度。CO和CO2)，待反应达到稳态，即各种物质含量不再随时间变化后，有表可见，运行111h后，CO转化率为100%，反应器进出口反应器进口和出口的气体组成由色谱分析(TCD) 数据求算反应结果。CO2浓度几乎一致，说明有CO2存在时，Hz 先和CO进行甲烷合成反应。长时间运行过程中，合成系统中虽有大量CO2,但是催化剂A没采用美国安捷伦公司6890N气相色谱仪，按着国标:有积碳的征兆，对其进行各项表征，各项性能与新鲜催化剂没有区别。GB/T13610-2003分析。3结论13催化剂表征当CO~ CO和H2同时进入甲烷合成反应器，H2 首先与CO发生1)催化剂和催化剂前驱体中镍的晶相和晶粒度:采用日本理学甲烷合成反应，当CO完全消耗后，剩余的H2再与CO2发生甲烷合成D/max- -20PCX射线衍射仪分析(XRD);2) 催化剂组分:采用美国PE公司Optima2100DV电感耦合等反应，长时间运行过程中，合成系统中虽有大量CO2,但是催化剂没有积碳的征兆，对其进行各项表征，各项性能与新鲜催化剂没有区别。这离子光谱发射仪分析:3)催化剂相变和积碳分析:采用德国耐弛STA449F3热分析仪热一特性提供了 合成甲烷工艺操作的新思路:在甲烷化工段前不进行脱碳工段，可以把COz混合在原料气中，起到降低原料气中CO分压的作重分析(DTG) ;)催化剂的比表面积、孔容及孔径分布测定:采用美国麦克公司用，缓解反应器大幅温升。还可以消耗掉所有H,提高产品纯度。中国煤化工MHCNMH G30 2014年7月(下