Читать курсовая по химии: "Влияние давления на процесс в адиабатическом режиме идеального вытеснения и полного смешения при производстве водорода" Страница 1

(Назад) (Cкачать работу)

Задание на курсовой проект Процесс конверсии метана водяным паром.

Исследовать влияние давления Т на процесс в адиабатическом режиме идеального вытеснения и полного смешения. Сравнить изменение соотношения объёмов реакторов (объёмов катализатора) в различных режимах. Построить графики зависимости:

Xp=f(Т) Xp=f(Р), где Хр - равновесная степень превращения; Т - температура, К (интервал 900-1200 К). X=f(Т) U=f(h), где X - степень превращения метана в реакторе;

Т - температура в зоне реакции (на выходе из реактора), К;

h - высота реакционной зоны, м;

U- скорость реакции. X=f(S), где X - текущая степень превращения,

S - время реакции, с. VpиB=f(Т)

Vpnc=f(Т)

Vрпв/Vpnc=f(Т),

Где Vpив - объём реактора идеального вытеснения, м3;

Vpnc - объём реактора полного смешения м3.

Некоторые условия и исходные данные процесса:

Производительность реактора по аммиаку - 1360 т/сут. Исходная смесь состоит из метана и водяного пара в соотношении 1:4, диапазон изменения температуры Т=900-1200К. Давление газа на входе в реактор 30атм. Линейная скорость газа W=l м/с. Принять конечную степень превращения Х2 =0, 9ХР. Остальные данные взять из литературы.

Введение Конверсия метана природного газа с водяным паром - пока основной промышленный способ производства водорода. Первичный продукт конверсии метана - это синтез-газ, который, помимо получения водорода применяется для производства метанола, высших спиртов, синтетического бензина и др. Предполагается применение синтез-газа в качестве восстановительного агента для прямого восстановления металлов (железа) из руд. Метод конверсии состоит в окислении метана водяным паром или кислородом воздуха по следующим основным уравнениям реакций: СН4+Н2О↔О + ЗН2-206кДж а)

СН4 + 0, 5О2 ↔ СО + 2Н2 + 35кДж б) Конверсия гомологов метана протекает аналогично. Далее осуществляют вторичную реакцию конверсии оксида углерода с водяным паром: СО + Н2О ↔ СО2 + Н2 + 4\кДж Суммарно конверсия метана с водяным паром происходит с поглощением теплоты: СН4 + 2Н2О ↔ СО2 + 4H2 -165кДж При 800-1000°С значения констант равновесия реакций (а) и (б) составляют 1, 4-104 и 1, 6-1011 соответственно и остаточное содержание метана мало. Но скорость достижения равновесия без катализатора при этих температурах еще невелика.

Для каталитической конверсии метана применяют никелевый катализатор на носителе - оксиде алюминия. В присутствии никелевого катализатора равновесие быстро достигается уже при 800°С. Несмотря на то что содержание СН4 в равновесном газе повышается с увеличением давления, конверсию метана выгодно проводить при повышенном давлении для увеличения скорости реакции. При этом используется естественное давление природного газа, при котором он подается на завод, - 1 - 4 МПа. При повышении давления уменьшаются объем аппаратуры и трубопроводов.

В промышленности реализуют конверсию метана при атмосферном или повышенном давлении с применением катализаторов (каталитическая конверсия метана) или без катализаторов (высокотемпературная конверсия метана). Применение катализаторов увеличивает скороcть процесса и

позволяет снизить температуру, поэтому преобладает каталитическая конверсия метана.

По характеру применяемого окислителя каталитическая конверсия метана подразделяется на парокислородную, которая проводится в

Похожие работы