浅谈煤气的甲烷化.pdf

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1、化工设计通讯煤化工与甲醇第43卷第8期ChemicalEngineeringDesignCommunicationsCoalCemicalMethanol2017年8月浅谈煤气的甲烷化杨文锋（中煤陕西榆林能源化工有限公司化工分公司甲醇中心，陕西榆林719000）摘要：煤气的甲烷化工艺主要用于生产代用天然气，煤在中压下气化产生的合成气，首先脱除二氧化碳和硫化氢，然后3在催化剂作用下将一氧化碳和氢合成甲烷，其产品气的热值为33.5-37.8MJ/m，可以代替天然气使用。关键词：甲烷化；催化剂；合成气中图分类号：TQ241文献标志码：A文章编号：1003-6490（2017）08-0015-02T

2、alkingabouttheMethanationofGasYangWen-fengAbstract：Themethanationprocessofgasismainlyusedfortheproductionofsyngasproducedbygasificationofnaturalgasandcoalundermediumpressure.First，carbondioxideandhydrogensulfideareremoved，andthencarbonmonoxideandhydrogenare3synthesizedundertheactionofcatalyst.Calor

3、ificvalueof33.5~37.8MJ/m，canbeusedinsteadofnaturalgas.Keywords：methanation；catalyst；syngas1反应机理应器中，在镍系列催化剂的存在下，进行甲烷化合成反应。H2（气）+CO（气）H2CO（吸附）3.2工艺选择Y3.2.1温度的选择H2CO（吸附）+2H2CHy（吸附）+H2O（气）在相同压力下，随着温度的升高，平衡常数越小、碳化CHy（吸附）+H2（吸附）CH4（气）物的转化率越低，也就是说在反应达到平衡时甲烷的浓度随该机理有两个假设，即金属-氧键和金属-碳键在催化剂着反应温度的升高而降低，这是我们所不想要

4、的结果；但是活性金属上能相邻存在，CHy更像是一种（CH2）基团，是稳高温下反应的速率高，反应能够很快地达到在此温度下的动定的金属表面络合物。江琦等用漫反射傅里叶红外光谱法研态平衡，从而得到此温度下的碳化物转化率。为了能使甲烷究了Ni-Ru-稀土∕ZrO2多组分催化体系作用下的二氧化碳甲化反应在相对较短的时间内而具有较大的转化率，我们选择烷化反应机理，结果表明，碳酸根、甲酸根和一氧化碳是催高温串低温的多段反应方式，使得反应在高温下、在热力学化剂表面可以检出的吸附物种，其中表面的含氧酸根类物种为主导作用下具有高的反应速率，而在低温下、在动力学为是催化反应的主要中间产物，对于不同的三组分催化剂作

5、用主导作用下就有高的平衡常数和转化率。根据催化剂的活性下的二氧化碳甲烷化反应有相同的反应机理。温度及设备等因素，甲烷化反应温度选择在280~420℃。2催化剂的选择和使用3.2.2压力的选择2.1催化剂的选择甲烷化反应是体积缩小的反应，压力高不仅反应速率快，在目前进行的甲烷化研究中，一般认为负载型的Ⅷ族金而且转化率高，这对反应是有利的。反应压力的选择与生产属元素是该过程合适的催化剂。该类催化剂通常由过渡金属能力、能耗（前后工段操作压力）及设备管道材质等息息相的盐类溶液通过浸渍或共沉淀法负载于氧化物表面，再经过关，应当根据各方面综合考虑。根据鲁奇炉气化工艺、产品高温焙烧、加氢还原制得。此外用于

6、甲烷化过程的还有一些要求、催化剂耐压性能及设备等因素，甲烷化反应压力选择由金属簇合物衍生的负载型催化剂、非晶态合金催化剂等。为2.0~2.5MPa。实验表明在Al2O3作为载体的情况下，以下四种金属的催4甲烷化应注意的事项化活性为：Ru>Ni>Fe>Co。贵金属Ru活性最高，但是由于价4.1床层温度格昂贵大多应用于实验室研究，工业上应用较少；Fe价格便宜，甲烷化反应是一个强放热反应，床层入口温度、一氧化容易制备，20世纪50年代前曾在工业上应用，但Fe催化剂活碳和二氧化碳含量及氧含量是直接影响床层温度的主要因素。性低，需在高温高压下操作，并且选择性差、易积炭、易生根据气体中水分含量，确保入口

7、温度在露点之上，防止水蒸成液态烃，因此逐渐被其他催化剂所替代；Ni基催化剂活性气的冷凝。严格控制床层温度，不得超温。较高，选择性好。目前常用的是含镍为25%~30%，以TiO2作4.2催化剂失活助催化剂三氧化二铝为载体的催化剂。镍系催化剂抗毒行差，硫、氯、砷等都是其毒物，而水2.2催化剂的使用又易使催化剂产生粉化，灰尘会覆盖催化剂活性点，使催化氧化态的催化剂没有活性，使用前必须进行还原，催化剂活性降低，因此应