3.2 Процес на паро - каталитична конверсия на въглеводородите
На съвременните катализатори конверсията на въглеводородите протича при условия доближаващи се до термодинамическото равновесие. Реакциите на парова конверсия са обратими. Състава и добива на продуктите се определя от термодинамическото равновесие на протичащите реакции.
Конверсията на метана с водна пара може да се опише с реакциите:
CH4 + H2O CO + 3H2 – 206,4 kJ (1)
CO + H2O CO2 + H2 + 41,0 kJ (2)
Константите на равновесие на реакциите (K1 и K2) се изразяват с уравненията:
където PCO, PH2, PCO2, PH2O, PCH4 – парциалните налягания на съответстващите компоненти в равновесната смес.
Началният и крайният състав на конвертирания газ, а също парциалните налягания на неговите компоненти при установяване на равновесие се изразяват с уравненията, приведени в табл. 5.
Табл. 5 Уравнения на равновесния състав на конвертирания газ и парциалните налягания на неговите компоненти при конверсия на метана
Компоненти
|
Обем на газовата смес, м3
|
Парциално налягане на компонентите в конвертирания газ,
MPa
|
Начален
|
След конверсията
|
CH4
H2O
CO
CO2
H2
|
1
a
-
-
-
|
1 – α
a – α – β
α – β
β
3α + β
|
(1 – α).Р
1 + a +2α
(a – α – β).P
1 + a + 2α
(α – β).P
1 + a + 2α
β.P
1 + a + 2α
(3α + β).P
1 + a + 2α
|
Общо
|
1 + a
|
1 + a + 2α = V
|
P
|
Легенда:
a – обем на подадената пара за единица от обема CH4;
α – част на реагиралия CH4;
β – част на реагиралия CO;
Р – налягане в систе-мата;
V – общ обем на конвертирания газ.
Замествайки съответно на парциалните налягания на компонентите в уравненията на константите на равновесие на реакциите се получава:
Сподели с приятели: |
