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简答题天燃气水蒸汽转化反应过程的工艺条件如何选择？
  • 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。加压还可减小设备、管道的体积，提高了设备生产强度，占地面积也小。
    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。但是，在高温下，反应管的材质经受不了，因此，为满足残余甲烷≤0.3％的要求，需要将转化过程分为两段进行。第一段转化在多管反应器中进行，管间供热，反应器称为一段转化炉，最高温度（出口处）控制在800℃左右，出口残余甲烷10％（干基）左右。温度在800℃左右的一段转化气绝热进入二段转化炉.同时补人氧气，氧与转化气中甲烷燃烧放热，温度升至1000℃，转化反应继续进行，使二段出口甲烷降至0.3％。 水碳比高，有利于防止积碳，残余甲烷含量也低。

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