以天然气为原料生产合成气过程有那些主要反应?从热力学角度考虑对反应条件有哪些要求?从动力学考虑有那些

Question

以天然气为原料生产合成气过程有那些主要反应?从热力学角度考虑对反应条件有哪些要求?从动力学考虑有那些

Answer 1

燃烧重整机理
甲烷燃烧反应∶ CH4+2O2→CO2+2H2O
蒸汽转化反应∶ CH4+H2O →CO+3H2
CO2转化反应∶ CH4+CO2→2CO+2H2
提出该过程中首先进行的是放热反应,然后进行的是吸热反应.他们认为,催化剂最开始的部分床层内有25 %的CH4发生燃烧反应,消耗了全部化学计量的O2,放出热量使床层温度升高；接下来是剩余的CH4与燃烧反应生成的H2O和/或CO2进行吸热的重整反应生成H2和CO,使床层温度降低.
直接氧化机理
CH4(g)→CHx(g) + (4–x)H(s)
2H(s)→H2(g)
O2(g)→2O(s)
C(s)+O(s)→CO(s)→CO(g)
这种机理认为甲烷解离生成表面C和H,表面C再与表面O(s)反应生成CO.表面H也可以与表面O(s)反应生成OH,OH再与表面H反应生成H2O,CO如不及时脱附还可能被进一步氧化成CO2,因此H2O和CO2是CO和H2深度氧化的产物
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