(1)热力学特征 主反应: CH4+HO CO+ 3H- H39 CHA+2H,0=CO,+4H2 AH298K-165kJ CO+H,o CO, +H, △H298K=41.2kJ/mol 副反应(析碳) CHA== C+2H, 98K=74.9kJ/mol △H298K=172.5 kJ/mol C+H,O AHgRK--1314kJ/mol CO,+2H,=C+2H,0 AH298K=-91kJ/mol 操作条件不当会引起析碳,催化剂比表面下降,活性降低,床层堵塞 IPcoI[PH] [Pco.I[PH. Kp IPCH JIP 2 甲烷蒸气转化和CO变换反应的平衡常数(atm) 200 4.6144x10 86.5 6.378X10 39.22 2.483x10 20.34 7412x105 13.51 8.714x10 731 550 7.741x1072 3.434 650 2.686 1.923 700 121x10 1.519 800 1.664x1032 1440x10 0.733 1000 9.100x103 0.542 Kp=f(T, P), Kp=f(T) 体积增大的可逆吸热反应 温度:高温有利于平衡,温度每升高10℃,甲烷的平衡含量可降低1%~1.3%,高温可抑 制CO变换反应;高温抑制CO歧化、CO和CO2的还原析碳副反应,促进甲烷裂 解析碳反应;高温有利于消碳反应;T>750℃,析碳严重,沉积。 压力:低压有利于平衡,还可以抑制CO和CO2的析碳反应;低压对甲烷裂解析碳反应有 利;对CO变换反应无影响。 HO+C =CO+H, 通过析碳反应与消碳反应的平衡,计算在不同温度、压力下开始析碳时所对应的 H2OCH4(mol),即热力学最小水碳比 水碳比:高水碳比有利于甲烷的蒸汽转化(800℃,MPa,3→4,8%→5%,抑制析碳（1）热力学特征 主反应: CH4 +H2O CO + 3H2 CH4 + 2H2O CO2 + 4H2 CO + H2O CO2 +H2 Hθ 298K Kp1 Kp2 =206kJ/mol Hθ 298K=165kJ/mol Hθ 298K=-41.2kJ/mol 副反应（析碳）: Hθ 298K Kp3 =74.9kJ/mol Hθ 298K=-172.5kJ/mol Hθ 298K=-131.4kJ/mol CH4 C + 2H2 2CO C + CO2 CO + H2 C +H2O CO2 + 2H2 C + 2H2O Kp4 Kp5 Hθ 298K=-91kJ/mol 操作条件不当会引起析碳，催化剂比表面下降，活性降低，床层堵塞。 [ ][ ] [ ][ ] 4 2 2 3 1 CH H O H P P Pco P Kp = [ ][ ] [ ][ ] 2 2 2 2 CO H O CO H P P P P Kp = 甲烷蒸气转化和 CO 变换反应的平衡常数（ atm） 温 度 /℃ Kp1 Kp2 200 4.614ⅹ10-12 227.9 250 8.397ⅹ10-10 86.5 300 6.378ⅹ10-8 39.22 350 2.483ⅹ10-6 20.34 400 7.412ⅹ10-5 13.51 450 8.714ⅹ10-4 7.31 550 7.741ⅹ10-2 3.434 650 2.686 1.923 700 1.21ⅹ101 1.519 800 1.664ⅹ102 1.015 900 1.440ⅹ103 0.733 1000 9.100ⅹ103 0.542 Kp = f (T, P),Kp = f (T) 体积增大的可逆吸热反应 温度：高温有利于平衡，温度每升高 10℃，甲烷的平衡含量可降低 1％～1.3％，高温可抑 制 CO 变换反应；高温抑制 CO 歧化、CO 和 CO2 的还原析碳副反应，促进甲烷裂 解析碳反应；高温有利于消碳反应；T>750℃，析碳严重，沉积。 压力：低压有利于平衡，还可以抑制 CO 和 CO2 的析碳反应；低压对甲烷裂解析碳反应有 利；对 CO 变换反应无影响。 H2O+C CO+H2 通过析碳反应与消碳反应的平衡，计算在不同温度、压力下开始析碳时所对应的 H2O/CH4(mol), 即热力学最小水碳比. 水碳比：高水碳比有利于甲烷的蒸汽转化(800℃，2MPa，3→4， 8%→5%)，抑制析碳