甲烷二氧化碳重整热力学分析.pdf

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1、石油与天然气化工60CHEMICALENGINEERING0F0IL&GAS2015甲烷二氧化碳重整热力学分析李建伟陈冲王丹姚卫国张三莉西安科技大学化学与化工学院摘要为了优化反应夸件及提高催化剂的反应效率，采用平衡常数法对甲烷二氧化碳重整制合成气进行了热力学分析，计算出该反应发生的最低可行温度为914K。研究了反应温度、压力及反应原料进气组成对重整特性的影响。结果表明，温度在1123K和常压下，CH和CO的转化率可分别达到94．47和97．319／6，且温度升高有利于转化率的提高，而压力升高却不利于反应正

2、向进行。随着原料气中(CH)／n(CO。)比值的增加，CH和Co。转化率呈现单调但相反的变化趋势，当(CH)／n(CO)一1．2时，COz的转化率可达99．29，，z(H)n(C0)为0．99。O：含量增加，使CH和CO转化率分别升高和降低，且使(H2)／n(CO)的值增加；当n(CH)：(CO2)：7z(O2)一1．2：1：0．575时，能使反应实现自热。关键词平衡常数重整AspenPlus热力学自热中图分类号：TE624．3文献标志码：ADOI：10．3969／j．issn．1007—3426．201

3、5．03．013ThermodynamicanalysisofmethanereformingwithcarbondioxideLiJianwei，ChenChong，WangDan，YaoWeiguo，ZhangSanli(CollegeofChemistryandChemicalEngineering，XfanUniversityofScienceandTechnology，XEan710054，China)Abstract：Tooptimizereactionconditionsandimprove

4、thereactionefficiencyofcatalyst，anequi—libriumconstantmethodwasappliedtostudythethermodynamicinfluencesofoperatingparameters，suchasreactiontemperature，pressureandfeedinletcomposition，onthereformingproperties．Theminimumfeasibilitytemperatureofthereactionwa

5、scalculatedtobe914K．Theresultsshowedthatthemethaneconversioninereasedwithtemperatureanddecreasedwithpressure．At1123K，thecon—versionsofCH4andCO2achieved94．47A0and97．31respectively．WhenthemolarratioofCH4andCO2increased，theconversionofCH4andCO2appearedadrabb

6、utoppositechangetendency，whenmolarratioofCH4andCO2is1．2，CO2conversionratereached99．29andmolarratioofH2andCOwas0．99．Bytheintroductionofoxygen，theconversionofCH4increased，butthatofCO2re—duced，andthemolarratioofHandCOincreased．WhenthemolarratioofCH4，CO2andO2

7、was1．2：1：0．575，auto—thermalreactioncouldberealized．Keywords：equilibriumconstant，reforming，AspenPlus，thermodynamics，auto—thermal自工业革命以来，由于化石燃料的直接燃烧，人类胁。随着科技进步和人类环保意识的增强，如何利用向大气中排入的CO等温室气体逐年增加，大气的温和固定CO已经成为世界各国政府和研究人员特别室效应也随之增强，已引起全球气候变暖、海平面上升关注的问题。甲烷催化二氧化碳

8、重整制合成气，是一等一系列严重问题，使人类生存空间受到了极大的威条有潜在应用前景的CO利用途径，是废气利用和变作者简介：李建伟(1971一)，男，河南灵宝人，1996年7月毕业于西安科技大学，博士，副教授，主要从事煤化工及化工过程仿真模拟方面的教学与研究，发表论文4O余篇，参编教材3部。Email：jansweili@Xust．edu．cn第44卷第3期李建伟等甲烷二氧化碳重整热力学分析61废为宝之举。因此，增加温度和降低压力