等离子体重整甲烷—二氧化碳制合成气实验报告.doc

“等离子体重整甲烷—二氧化碳制合成气”实验报告学生姓名: xxxxxxxxx 班级: 2010 级工艺 x班学号: xxxxxxxxxxx 实验组号: 二班 xx组同组姓名: xxxxxxxxxxxxxxx 实验时间: xxxxxxxxxxxxxxxxxxx 指导老师: 印永祥撰写实验报告时间: xxxxxxxxxxxxxxx 日四川大学化学工程学院 1 等离子体重整甲烷—二氧化碳制合成气合成气,由 2/ H CO 组成的混合气体, 是生产甲醇、合成氨、乙酸、甲酸甲酯、二甲醚等多种化学产品的重要中间体。以天然气为原料制备合成气的途径主要有甲烷水蒸气重整、 CH 4-CO 2 重整。如式( 1)、(2)所示, 4 2 2 3 206 / CH H O CO H H kJ mol ? ????(1) 4 2 2 2 2 247 / CH CO CO H H kJ mol ? ????(2) 前者称为湿法重整,生产 1mol CO至少要消耗 1mol CH 4;后者称为干法重整, 由于使用 CO 2为碳源制备化学品,生产 1mol CO只需消耗 1mol CH 4。显然,干法重整减少温室气体排放,符合低碳经济大趋势,是今后合成气生产技术发展的方向。然而, CH 4和CO 2 均为稳定的惰性分子气体,且 CH 4-CO 2 重整制合成气反应是一个强吸热反应,该反应往往需要采用非常规手段才能获得可观的反应速率。研究表明,催化技术路线和等离子体技术路线被认为是实现 CH 4-CO 2 重整最有效的手段。1 实验目的[1] 、认识等离子体发生方法,理解等离子体诱导化学反应的一般原理; [2] 、认识气体传输一般性常识,掌握高压气瓶、减压阀、管道输送、流量控制、容器密封等化工使用方法; [3] 、学习使用气相色谱采集实验数据的原理与方法,并通过数据处理获得反应转化率、选择性和收率。认识开展化工实验研究的一般方法; 2 实验内容[1] 搭建实验流程 1、原料供应控制系统,包括从钢瓶通过减压阀将气体输送到转子流量计,从流量计计量后分别送入等离子体发生器和反应器; 2、等离子体发生器与电源的连接,等离子体发生器及反应装置的循环冷却水连接,反应后气体产物的排出管道安装。[2] 气相色谱分析原理与方法 1、理解用气相色谱分析气体混合物的原理; 四川大学化学工程学院 2 2、掌握用气相色谱分析混合气体的方法,包括取样、进样,面积归一法,外标法,校正因子等概念; 3、根据气相色谱给出的各种气体的信息,使用校正因子计算混合气体中各组分的百分含量; [3] 实验运行、操作及实验数据处理 1、实验运行与记录,计算每次反应的转化率、选择性、收率。 2、完成实验报告或论文。 3 实验原理热等离子体是指温度约为 10 3~10 4K的部分电离气体,具有热焓值高、温度高等特点,能提供了一个能量集中、温度很高的反应环境,可为强吸热反应过程提供足够的能量并加速化学反应进程。尽管甲烷和二氧化碳在常温下均为十分稳定的分子,但热力学计算表明,当温度超过 1300K 时,两者将发生快速的化学反应,其转化率将达到 90% 以上,且其产物主要是合成气。如图 1所示。 500 600 700 800 900 1000 1100 12