甲烷部分氧化的熱力學模擬研究

【摘要】：甲烷部分氧化制備合成氣對于提高天然氣的利用價值具有重要的意義.甲烷部分氧化反應是一個非常復雜的反應體系.反應涉及部分氧化(主反應)、燃燒、重整、水煤氣變換、積炭等.使用Aspen Plus和HSC Chemistry軟件對甲烷部分氧化制備合成氣過程進行熱力學模擬計算.考察了溫度、壓力和CH4/O2比對CH4轉(zhuǎn)化率、氫和CO選擇性的影響.同時對甲烷部分氧化反應熱力學平衡產(chǎn)物組成和積炭副反應進行了熱力學計算分析.研究結(jié)果表明,隨反應溫度的升高,壓力的減小,CH4的轉(zhuǎn)化率和CO與H2的選擇性均呈上升趨勢.反應溫度在300℃時就有相當多的積炭生成,在550℃積炭量達到最大,隨后又隨溫度上升,積炭量逐漸減少,在900℃以上無積炭產(chǎn)生. 【作者單位】： 江西理工大學冶金與化學工程學院;
【關(guān)鍵詞】： 甲烷 部分氧化 氫 一氧化碳 熱力學模擬
【基金】：國家自然科學基金資助項目(21067004,21263005) 江西省自然科學基金青年科學計劃項目(20133BAB21003) 江西省青年科學家培養(yǎng)對象計劃項目(20122BCB23015) 江西省教育廳科技基金資助(GJJ12344)
【分類號】：TE665.3
【正文快照】： 0前言合成氣(CO+H2)被認為是制備合成油和烯烴等眾多化工產(chǎn)品的樞紐原料.而催化甲烷部分氧化(CPOM)是生產(chǎn)合成氣的主要工藝之一[1-5].該工藝對于提高天然氣的利用價值“實現(xiàn)天然氣化工的長遠發(fā)展”,具有重要的意義.甲烷具有較穩(wěn)定的分子結(jié)構(gòu),室溫下一般不與其他物質(zhì)發(fā)生反應.

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