甲烷转化的基础知识
一、甲烷部分氧化（POM）：
甲烷部分氧化（POM）制合成气的一个优势是温和的放热反应。在750~800℃下，甲烷平衡转化率可达90%以上，CO和H2的选择性高达95%，反应接触时间短（下于10-2s），可避免高温非催化部分氧化法伴生的燃烧反应，生成合成气的CO和H2摩尔比接近2，适合于甲醇生产要求。
二、甲烷转化的化学反应：
甲烷部分氧化制合成气的总反应式如下：
CH4+ 1/2O2=CO+2H2+35.5kJ/mol
但实际反应过程非常复杂，而且伴有一些副反应发生，包括氧化反应、重整反应、水煤气变换反应以及积炭和消炭反应等。
①氧化反应
CH4 + 2O2=CO2+2H2O +802kJ/mol
CH4 + 3/2O2=CO+2H2O +519kJ/mol
CH4 + 1/2O2= CO2+H2+561kJ/mol
CH4 + 3/2O2= CO2+2H2+319kJ/mol
H2+ 1/2O2= H2O +241.83kJ/mol
CH4+ O2=CO+ H2O +H2+278kJ/mol
②重整反应
CH4+ H2O≒CO+3H2－206kJ/mol
CH4+ CO2≒2CO+2H2－247kJ/mol
③水煤气变换反应
CO+ H2O≒CO2+H2+41.2kJ/mol
④积炭和消炭反应
CH4≒C+H2－74.9 kJ/mol
2CO≒CO2+C +172.4 kJ/mol
C+ H2O≒CO +H2－131.36 kJ/mol
三、甲烷部分氧化制合成气反应的平衡常数：
甲烷部分氧化制合成气反应的平衡常数可用下面公式表示：
k p= (p CO·p H22) / (p CH4·p O21/2)
式中k p——甲烷部分氧化制合成气反应的平衡常数
p CH4、p CO、p H2、p O2——分别表示甲烷、一氧化碳、氢气、氧气的平
衡分压。
对甲烷部分氧化制合成气反应CH4+ 1/2O2=CO+2H2用公式计算结果的平衡
