甲烷化反應

甲烷化反應是在催化劑存在下，用氫氣還原一氧化碳和二氧化碳生成甲烷和水的反應。

基本介紹

• 中文名：甲烷化反應
• 特點：體積縮小、強放熱過程
• 使用：催化劑
• 生成：甲烷和水

反應原理

甲烷化反應原理CO和CO2，在一定的溫度和甲烷化催化劑作用下，與H2發生反應，生成CH4和水蒸氣，通過後部冷卻，使水蒸氣冷凝分離，最後得到只含CH4雜質的合格氫。甲烷化反應是體積縮小、強放熱過程。

影響因素

（1）催化劑活性

催化劑的活性好，則甲烷化反應速度快，CO和CO2去除較為徹底，一旦催化劑使用不當，造成活性衰退，就很難保持裝置滿負荷生產，使生產能力受到制約。

甲烷化工藝流原則程圖

(2)溫度

因甲烷化反應是強放熱反應，溫度低有利於反應進行。但溫度過低，反應活性分子數量大大減少，反應速度反而因此減慢。裝置生產在負荷大的情況下是不能降低溫度操作的，這樣很容易出現反應物穿透。如果溫度過高，化學平衡觀點認為，不能把CO和CO2降到更低的水平。因此，實際生產中所控制的溫度應兼顧到反應速度和化學平衡兩個方面。

(3)壓力

CO和CO2的甲烷化反應是體積縮小的反應，壓力升高有利於反應徹底。相反，降低反應壓力，殘餘的CO和CO2就會有所上升。實際生產中，甲烷化反應器的壓力變化非常小。

(4)空速

空速對反應的影響較大。空速過大，反應不完全。

(5)CO濃度

轉化氣中的CO，由於經過兩次低溫兩次變換後，在其粗氫中的殘留量已不構成對甲烷化反應器超溫威脅。但由於CO的甲烷化反應放熱量比CO2甲烷化的放熱量大，在正常空速下，每增加1%的CO量，會使甲烷化反應器床層溫度升高72℃。所以在正常生產中，一定要控制好變換反應，監控好CO殘留量，才能保證甲烷化反應器不發生超溫事故。

(6)CO2濃度

C02含量是造成甲烷化反應器超溫的最大潛在危害。因為正常生產中，一旦吸收塔操作不正常，會使大量的CO2進入到甲烷化反應器內，每增加1%的CO2，會使反應器床層溫度升高60℃。

甲烷化催化劑

甲烷化催化劑的主要物化性質如圖。

甲烷化催化劑主要性質

幾種催化劑都是以鎳為活性組分，氧化鋁為載體，J105催化劑以MgO和Re2O3為促進劑，J103H為預還原型催化劑，含有5%以上的還原鎳，使用中可縮短升溫還原時間，及早投入運轉。