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天然气制备合成气
天然气作为一种清洁、环境友好的能源，越来越受到广泛的重视。天然气作为一种清洁、环境友好的能源，越来越受到广泛的重视。制合成气是间接利用大然气的重要步骤，也是天然气制氢的基础，充分了解天然气制合成气的工艺与
催化剂对于我应速率常数k增大，反应速率也增大。
压力
总压增高，会使各组分的分压也增高，对反应初期的速率提高很有利。止匕外，加压尚可使反应体积减少。
组分
原料的组成由水碳比决定，H2O/CH4过高时，虽然水蒸气分压高，但甲烷分压过低，反应速率不一定高；反之，H2O/CH4过低时，反应速率也不会高。
所以水碳比要适当。在反应初期，反应物CH4和H2。的浓度高，反应速率高。到反应后期，反应物浓度下降，产物浓度增高，反应速率降低，需要提高温度来补偿。
转化反应是气固相催化过程，包括内外扩散和催化剂表面上吸附、反应、产物脱附和扩散等多个步骤，每个步骤对整个过程的总速率都有影响，最慢的一步控制了总速率。上述动力学方程式是本征动力学方程式。在工业生产中，反应器内气流速度较快，外扩散影响可以忽略。但为了减少床层阻力，所用催化剂颗粒较大(>2mn),故内扩散阻力较大，催化剂内表面利用率较低。在500c左右时，
内表面利用率越30%温度升到800c时，内表面利用率仅有1%这是因为温度升高，表面反应速率加快，孔口侧的反应物消耗快，细孔内反应物浓度因内扩散阻力大而随孔长下降迅速，更多内表面没有被利用。所以，在工业生产中的反应
速率r彳氐于本征动力学速率r,两者关系为〃=叮。厂考虑了传质过程的影响，减少催化剂的成型颗粒尺寸和制成环形或车轮形或多孔球形，可以提高内表面利
用率，从而提高表观反应速率。
甲烷水蒸气转化过程的工艺条件
在选择工艺条件时，理论依据是热力学和动力学分析以及化学工程原理，此
外，还需要结合技术经济、生产安全等进行综合优化。转化过程主要工艺条件有压力、温度、水碳比和空速，这几个条件之间互有关系，要适当匹配。压力
从热力学特征看，低压有利转化反应。从动力学看，在反应初期，增加系统压力，相当于增加了反应物分压，反应速率加快。但到反应后期，反应接近平衡，反应物浓度高，加压反而会降低反应速率，所以从化学角度看，压力不宜过高。但从工程角度考虑，适当提高压力对传热有利，因为甲烷转化过程需要外部供热，大的给热系数是强化传热的前提。,提高压力，即提高
了介质密度，是提高雷诺数Re的有效措施。为了增大传热面积，采用多管并联的反应器，这就带来了如何将气体均匀地分布的问题，提高系统压力可增大床层压降，使气流均布于各反应管。虽然提高压力会增加能耗，但若合成气是作为高压合成过程（例如合成氨、甲醇等）的原料时，在制造合成气时将压力提高到一定水平，就能降低后序工段的气体压缩功，使全厂总能耗降低。加压还可以减少设备、管道的体积，提高设备生产强度，占地面积也小。综上所述，甲烷水蒸气转化过程一般是加压的,大约3Mpa左右。温度
从热力学角度看，高温下甲烷平衡浓度低，从动力学看，高温使反应速率加快,所以出口残余甲烷含量低。因加压对平衡的不利影响，更要提高温度来弥补。在3Mpa勺压力下，%（干基），必须使温度达到1000C。但是，在此高温下，反应管的材质经受不了，以耐高温的HK-40合