合成氨读书笔记.docx
《合成氨读书笔记.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《合成氨读书笔记.docx（67页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
合成氨读书笔记
系别：
应用化学工程系
专业：
无机化工
班级：
111班
姓名：
目录
1、氨的发展
2、原料气的制取
3、硫化物的脱除
4、一氧化碳的变换
5、二氧化碳的脱碳
6、原料气的精制
7、氨合成
1、氨的发展
1.1发现和历史
1.1.1怎样固氮——问题浮出水面
氨（Amonia），分子式NH3，1754年由英国化学家普里斯特利（J.JosephPriestley）加热氯化铵和石灰石时发现。
1784年，法国化学家贝托雷（C.L.Berthollet）确定了氨是由氮和氢组成的。
从那以后很长一段时间，氨的主要来源是氮化物，而氮化物的主要来源是自然界中的硝石矿产。
19世纪以来，人类步入了现代化的历程。
随着农业的发展，氮肥的需求量在不断提高；同时随着工业的突飞猛进，炸药的需求量也在迅速增长。
1809年，在智利发现了一个很大的硝酸钠矿产地；但是面对人类不断膨胀的需求，自然界的生物和矿产资源毕竟有限。
然而全世界无论何处，大气的五分之四都是氮，如果有人能学会大规模地、廉价地把单质的氮转化为化合物的形式，那么，氮是取之不尽、用之不竭的。
因此将空气中丰富的氮固定下来并转化为可被利用的形式，成为一项受到众多科学家注目和关切的重大课题，而合成氨，作为固氮的一种重要形式，也变成了19至20世纪化学家们所面临的突出问题之一。
氨是在1754年由普里斯特利（Priestey）发现的。
但直到本世纪初哈伯（Haber）等人才研究成功了合成氨法，1913年在德国奥保（OPPau）建成世界上第一座合成氨厂。
1909年．哈伯用俄催化剂，在17.5-20.0MPa和500-600温度下获得6％的氨，即使在高温高压条件下，氢氮混合气每次通过反应器也只有小部分转化为氨，为了提高原料利用率，哈伯提出氨生产工艺为
（1）采用循环方法；
（2）采用成品液氨蒸发实现离开反应器气体中氨的冷凝分离，（3）用离开反应器的热气体预热进入反应器的气体，以达到反应温度。
在机械工程师伯希（Bosch）的协助下，1910年建成了80g。
h-1的合成氨试验装置。
1911年，米塔希〔M心asch）研究成功了以铁为活性组分的氨合成催化剂，这种催化剂比饿催化剂价廉、易得、活性高且耐用，至今，铁催化剂仍在工业生产中广泛应用。
1912年，在德国奥堡巴登苯胺纯碱公司建成一套日产30t的合成氨装置。
1917年，另一座日产90t的合成氨装置也在德国洛伊纳建成投产。
合成氨方法的研究成功，不仅为获取化合态氮开辟了广阔的道路，而且也促进了许多科技领域（例如高压技术、低温技术、催化、特殊金属材料、固体燃料气化、烃类燃料的合理利用等）的发展。
氨的经济地位
氨（Ammonia，旧称阿莫尼亚）是重要的无机化工产品之一，在国民经济中占有重要地位。
农业上使用的氮肥，除氨水外，诸如尿素、硝酸铵、磷酸铵、氯化铵以及各种含氮复合肥都是以氨为原料生产的。
合成氨是大宗化工产品之一，世界每年合成氨产量已达到1亿吨以上，其中约有80%的氨用来生产化学肥料，20%作为其它化工产品的原料。
合成氨指由氮和氢在高温高压和催化剂存在下直接合成的氨。
别名氨气，分子式为NH3，英文名：
syntheticammonia。
世界上的氨除少量从焦炉气中回收外，绝大部分是合成的氨。
合成氨主要用于制造氮肥和复合肥料。
氨作为工业原料和氨化饲料，用量约占世界产量的12％。
硝酸、各种含氮的无机盐及有机中间体、磺胺药、聚氨酯、聚酰胺纤维和丁腈橡胶等都需直接以氨为原料生产。
液氨常用作制冷剂。
铵根离子：
NH4+ ；其中氮的化学价为+ 3 ；NH3是氨气。
1.1.2历经磨难，终成正果——从实验室到工业生产
1.艰难的探索
氨的合成反应式：
N2+3H2=2NH3
合成氨的化学原理，写出来，不过这样一个方程式；但就是这样一个简单的化学方程式，
从实验室研究到最终成功、实现工业生产，却经历了约150年的艰难探索。
在此期间，曾有
不少著名的化学家踏上了合成氨的研究之路，但他们的最终结局却都是无功而返。
1795年，曾有人试图在常压下进行氨合成，后来又有人在50个大气压下试验，结果都失败了。
19世纪下半叶，物理化学的巨大进展，使人们认识到由氮、氢合成氨的反应是可逆的，增加压力将使反应推向生成氨的方向，提高温度会将反应移向相反的方向，然而温度过低又使反应速度过小；催化剂对反应将产生重要影响。
这实际上就为合成氨的试验提供了理论指导。
1900年，法国化学家勒沙特列（HenriLeChatelier）在研究平衡移动的基础上通过理论计
算，认为氮气和氢气在高压条件下可以直接化合生成氨。
接着，他用实验来验证，但在实验
过程中发生了爆炸。
他没有调查事故发生的原因，而是觉得这个实验有危险，于是放开了这
项研究工作，他的合成氨实验就这样夭折了。
后来才查明实验失败的原因，是他所用混合气
体中含有氧气。
稍后，德国物理化学家能斯特（WalterNernst）通过理论计算，竟然认为合成氨是不能
进行的。
由于能斯特在物理化学领域的权威性，人工合氨的研究又惨遭厄运。
后来才发现，
他在计算时误用一个热力学数据，以致得到错误的结论。
2.哈伯终成正果
在合成氨研究屡屡受挫的情况下，德国物理化学家F·哈伯（FritzHaber）知难而进，
对合成氨进行了全面系统的研究和实验，决心攻克这一令人生畏的难题。
哈伯首先进行一系列实验，探索合成氨的最佳物理化学条件。
在实验中，他所取得的某
些数据与能斯特的有所不同，但他并不盲从权威，而是依靠实验来检验，终于证实了能斯特
的计算是错误的。
在一位来自英国的学生洛森诺的协助下，哈伯成功地设计出一套适于高压
实验的装置和合成氨的工艺流程：
在炽热的焦炭上方吹入水蒸汽，可以获得几乎等体积的一
氧化碳和氢气的混和气体。
其中的一氧化碳在催化剂的作用下，进一步与水蒸汽反应，得到
二氧化碳和氢气。
然后将混和气体在一定压力下溶于水，二氧化碳被吸收，就制得了较纯净
的氢气。
同样将水蒸汽与适量的空气混和通过红热的炭，空气中的氧和碳便生成一氧化碳和
二氧化碳而被吸收除掉，从而得到了所需要的氮气。
氮气和氢气的混和气体在高温高压的条件下及催化剂的作用下合成氨。
但什么样的高温
和高压条件为最佳？
以什么样的催化剂为最好？
这还必须花大力气进行探索。
以楔而不舍的
精神，经过不断的实验和计算，哈伯终于在1909年取得了鼓舞人心的成果。
这就是在600℃的高温、200个大气压和锇为催化剂的条件下，能得到产率约为8％的合成氨（另说8%为理论产值，实际为6%）。
8％的转化率不算高，当然会影响生产的经济效益。
哈伯知道合成氨反应不可能达到象硫酸生产那么高的转化率，在硫酸生产中二氧化硫氧化反应的转化率几乎接近于100％。
怎么办？
哈伯认为若能使反应气体在高压下循环加工，并从这个循环中不断地把反应生成的氨分离出来，则这个工艺过程是可行的。
于是他成功地设计了原料气的循环工艺。
这就是合成氨的哈伯法。
走出实验室，进行工业化生产，仍将要付出艰辛的劳动。
哈伯将他设计的工艺流程申请
了专利后，把它交给了德国当时最大的化工企业——巴登苯胺和纯碱制造公司。
这个公司原
先计划采用以电弧法生产氧化氮，然后合成氨的生产方法。
两相比较，公司立即取消了原先
的计划，组织了以化工专家C·博施（CarlBosch）为首的工程技术人员将哈伯的设计付诸
实施。
首先，根据哈伯的工艺流程，他们找到了较合理的方法，生产出大量廉价的原料氮气、
氢气。
通过试验，他们认识到锇虽然是非常好的催化剂，但是它难于加工，因为它与空气接
触时，易转变为挥发性的四氧化物；另外这种稀有金属在世界上的储量极少，价格极高。
哈
伯建议的第二种催化剂是铀，铀不仅很贵，而且对痕量的氧和水都很敏感。
为了寻找高效稳
定的催化剂，两年问，他们进行了多达6500次试验，测试了2500种不同的配方，最后选定
了含铅镁促进剂的铁催化剂。
开发适用的高压设备也是工艺的关键。
当时能受得住200个大
气压的低碳钢，却害怕氢气的脱碳腐蚀；博施想了许多办法，最后决定在低碳钢的反应管子
里加一层熟铁的衬里，熟铁虽没有强度，却不怕氢气的腐蚀，这样总算解决了难题。
此时，德国皇帝威廉二世准备发动战争，急需大量炸药，而由氨制得的硝酸是生产炸药
的理想原料，于是巴登苯胺纯碱公司于1912年在德国奥堡（Oppau）建成世界上第一座日
产30t合成氨的装置，1913年9月9日开始运转，氨产量很快达到了设计能力。
一百多年来无数科学家们合成氨的设想，终于得以实现。
合成氨历经磨难，终于从实验室走向了工业化，它成了工业上实现高压催化反应的一座里程碑。
由于哈伯和博施的突出贡献，他们分别获得1918、1931年度诺贝尔化学奖金。
其他国家根据德国发表的论文也进行了研究，并在哈伯-博施法的基础上作了一些改进，先后开发了合成压力从低压到高压的很多其他方法（表1-1）。
表1-1氨合成方法
名称
合成压力（MPa）
年份
开发国家
哈伯-博施法
20.3
1913
德国
克劳德法
100.3
1917
法国
卡塞莱法
70.9-80.1
1920
意大利
佛瑟法
30.4
1921
意大利
蒙特·赛尼斯-伍德法
10.1-15.2
1921
德国
氮气工程公司法
30.4
1921
美国
到20世纪30年代初，合成氨已经成为世界上广泛采用的制氨方法。
20世纪70年代以来，合成氨的生产不仅促进了如高压、低温、原料气制造、气体净化、特殊金属冶炼以及催化剂研制等方面的发展，还对一些化学合成工业，如尿素、甲醇和高级醇、石油加氢精制、高压聚合等起了巨大的推动作用。
表1-21931～1932年度世界氨产量（以N计）
来源
产量（kt）
比例（%）
煤气副产氨水
472
15.3
氰化法
10
0.3
合成氨法
2609
84.4
1.1.3、合成氨的原料
空气：
氮气的来源
水：
氢气的来源。
燃料：
天然气、煤、焦炭、石油炼厂气、焦炉气、石脑油等是氢气来源的原料。
三、合成氨的主要生产过程和生产工艺分类
合成氨的生产过程包括三个主要步骤。
第一步是原料气的制备。
制备含氢和氮的原料气可同时制得氮、氢混合气。
氮气主要来源于空气。
用空气制氮气，多用以下两种方法：
1、化学法：
在高温下，以固体燃料煤、焦炭）液体烃和气体烃与空气作用，以燃烧除去空气中的氧，剩下的氮即可作为氮氢混合气中的氮。
2、物理法：
将空气冷却至低温（一170一一190C）使之液化，再利用氮气和氧气沸点的不同进行分离，可得到纯度较高的氢气和氧气。
氢气来源于水和含有碳氢化合物的各种燃料。
工业上普通采用焦炭、煤、天然气、轻油、重油等燃料，在高温下与水蒸汽反应的方法制氢。
电解水可直接得到氢气，但耗电量大，成本高，很少用。
焦炉气和石油加工废气中含有大量的氢，用深度冷冻的方法除去其他组分，亦可得到氢气。
（一）以煤为原料的合成氨流程
我国以煤为原料的中型合成氨厂多数采用60年代开发的三催化剂净化流程，即采用脱琉、低温变换和甲烷化三种催化剂来净化气体。
而以煤为原料的小型合成氨厂则采用碳化工艺流程。
用浓氨水脱除二氧化碳，生成的碳孩氢铵经结晶、分离后即为产品。
（二）以天然气为原料的合成氨流程
天然气、炼厂气等气体原料制氨的工艺流程。
使用了七、八种催化剂，需要有高净化度的气体净化技术配合。
例如，使用钴钼加氢催化剂和氧化锌脱硫剂，可以把天然气中的硫的含量体积分数脱除到ppm以下，不仅保护了转化催化剂，而且也为使用耐硫性能较差的低变催化剂创造了条件。
再通过高净化度的脱碳方法，可使气体中一氧化碳和二氧化碳的体积分数总和小于o．7％。
这样就能采用甲烷化法将气体中残余的一氧化碳和二氧化碳体积分数之和降到（5—10）×10-6。
（三）以重油为原料制氨流程
以重油为原料制氨时，采用部分氧化法造气。
从气化炉出来的原料气先清除炭黑，经一氧化碳耐硫变换、低温甲醇洗和液氮洗，再压缩、合成得到氨。
该流程中需设置空分装置．提供氧气供油气化，氮气用于液氮洗涤脱除残余一氧化碳等组分．
1.1.4突飞猛进——工业化后的发展
1.原料构成的改变
自从合成氨工业化后，原料构成经历了重大的变化。
①煤造气时期第一次世界大战结束，很多国家建立了合成氨厂，开始以焦炭为原料。
20年代，随着钢铁工业的兴起，出现了用焦炉气深冷分离制氢的方法。
焦炭、焦炉气都是煤的加工产物。
为了扩大原料来源，曾对煤的直接气化进行了研究。
1926年，德国法本公司采用温克勒炉气化褐煤成功。
第二次世界大战结束，以焦炭、煤为原料生产的氨约占一半以上。
②烃类燃料造气时期早在20—30年代，甲烷蒸汽转化制氢已研究成功。
50年代，天
然气、石油资源得到大量开采，由于以甲烷为主要组分的天然气便于输送，适于加压操作，
能降低氨厂投资和制氨成本，在性能较好的转化催化剂、耐高温的合金钢管相继出现后，以
天然气为原料的制氨方法得到广泛应用。
接着，抗积炭的石脑油蒸汽转化催化剂研制成功，
缺乏天然气的国家采用了石脑油为原料。
60年代以后，又开发了重质油部分氧化法制氢。
到1965年，焦、煤在世界合成氨原料中的比例仅占5.8％。
从此，合成氨工业的原料构成由
固体燃料转向以气、液态烃类燃料为主的时期。
2.装置大型化
由于高压设备尺寸的限制，50年代以前，最大的氨合成塔能力不超过日产200t氨，60
年代初不超过日产400t氨。
随着由汽轮机驱动的大型、高压离心式压缩机研制成功，为合
成氨装置大型化提供了条件，大型合成氨厂的数目也逐年增多。
合成氨厂大型化通常指规模
在日产540t以上的单系列装置。
1963和1966年美国凯洛格公司先后建成世界上第一座日产540t和900t氨的单系列装置，显示出大型装置具有投资省、成本低、占地少和劳动生产率
高等显著优点。
从此，大型化成为合成氨工业的发展方向。
近20多年来，新建装置大多为
日产1000t～1500t氨，1972年建于日本千叶的日产1540t氨厂是目前世界上已投入生产的最大单系列装置。
1.1.5合成氨生产的进展
20世纪50年代，由于天然气、石油资源大量开采，为台成氨提供了丰富的原料．促进了世界合成氨工业的迅速发展。
以廉价的天然气、石脑油和重油来代替固体原料生产合成氨，从工程投资、能量消耗和生产成本来看具有显著的优越性。
起初，各国将天然气作为原料。
随着石脑油蒸汽转化催化剂的试制成功，缺乏天然气的国家开发了以石脑油为原料的生产方法。
20世记60年代以后，开发了多种活性好的新型催化剂．能量的回收与利用更趋合理。
大型化工程技术等方面的进展，促进了合成氨工业的高速度发展，引起f合成氨装置的重大变革，其主要内容包括以下几个方面
（一）单系列大型化
由于受高压设备制做的约束，30世纪50年代以前，氨合成塔单塔最大生产能力为200t。
d-1，60年代初期也仅为400t．d-1。
因此，对于规模大的氨厂，就需要若干个平行的系列装置。
若能提高单系列装置的生产能力，就可以减少平行的系列数，有利于提高经济效益。
1966年，美国凯洛格（Kell088）公司建成1000t．d-1单系列合成氨装置，实现了合成氨工业的一次重大突破。
由于大型氨厂具有投资省、成本低、能量利用效率高、占地少、劳动生产串高的特点，从20世纪60年代中期开始，世界上新建的以气态和液态烃类为原料的大型氨厂，大都采用单系列的大型装置。
的装置，目前世界上最大的合成氨装置能力为1800t．d-1。
（二）热能综合利用
合成氨为高能耗过程，20世纪60年代以前，以天然气为原料的合成氨厂，每吨氨耗电1000kw．h左右。
随着装置的大型化和蒸汽透平驱动的高压离心式压缩机研制成功，在工艺设计中把生产产品和生产动力结合起来，利用系统余热生产高压蒸汽，经汽轮机驱动离心式压缩机泵，乏汽作为工艺蒸汽相加热介质，使能耗大大下降，每吨氛耗电仅6kw．h左右。
（三）高度自动化
大型合成氨厂为单系列装置，设备都是单台，尺寸较大。
20世纪60年代，将全流程控制点的二次仪表全部集中于主控室显示并监视控制。
进入70年代后，计算机技术应用于合成氨生产过程，操作控制上产生了飞跃。
大型合成氨厂基本都采用集散控制系统（简称Dcs）。
我国氨合成工业的发展：
我国合成氨工业的发展是从建设中型氨厂开始的。
50年代初，在恢复、扩建老厂的同时，从前苏联引进三套以煤为原料的年产50kt的合成氨装置，后又试制成功了高压往复式压缩机和氨合成塔．我国具有生产和发展合成氨的能力。
70年代后，小氮肥厂经历了原料、扩大生产能力、节能降耗、以节能为中心的设备定型化、技术上台阶等五个阶段的改造，部分企业达到吨氨能耗4L87GJ的水平。
现在，全国有八百多家小氮肥厂，1995年氨产量l619Mt，占全国总产量的58．64％。
目前，对小氮肥企业的改造重点是抓好规模、品种、技术、产业等方面的结构调整。
主要内容为：
不断向经济规模发展；逐步增加高浓度氮肥及复混肥的比重；通过新技术开发、节能降耗提高技术水平；将小氮肥企业建成农化服务中心，成为生产化肥和专用复混肥的基地、发展精细化工及其他化工产品为主的小化工基地、城镇煤气和热力供应基地。
我国大型合成氨厂是在70年代中期开始建设的。
随着农业生产对化肥需求量的日益增长和我国石油、天然气资源的大规模开发，1973年开始，从美国、荷兰、日本、法国引进了L3套年产300kt合成氨的成套装置。
艾巾以天然气为原料的10套，以石脑油为原料的3套。
1978年又引进了3套以重油为原料、1套以煤为原料的年产300kI合成氛的装置。
这些引进大型合成员装置的建成投产，不仅较快地增加了我国合成员的产量．而且提高了合成员工业的技术水平和管理水平，也缩小了与世界先进水平的差距。
除已建成的二十多套大型合成员装置外，考虑到我国是农业大国，化肥需求量逐年增长，在“九五”期间将充分利用我国的天然气和煤炭资源，再建成一批大型合成氨装置，并在一些资源丰富的地区形成合成氨生产基地。
新建的大、中型合成氨装置要达到经济规模，最小规模为；以天然气为原料合成氨年产量为200一300kt，以煤为原料合成氨年产量为80kt。
新建装置原则上国内自行设计制造，立足于国产化。
1.1.6氨的性质和用途
（一）物理性质
在常温常压下，氨是有强烈刺激性臭味的无色气体。
能灼伤皮肤、眼睛、呼吸道粘膜。
氨有强烈的毒性，若空气中含有o．5％（体积）的氨，就能使人在几分钟内窒息而死。
在标准状态下，相对密度为o．5971．（空气＝1．0），临界温度为132。
4℃，临界压力为11．22MPa，沸点为一33．35℃，冰点为一77．7℃。
氨是一种可燃性气体，自燃点为630℃，故一般较难点燃。
氨与空气或氧的混合物在一定浓度范围能够发生爆炸，爆炸下限15.7％，上限27.4％。
有饱和水蒸气存在时，氨-空气混合物的爆炸界限较窄。
氨易被液化，在常压下将氨冷却到一334℃，或在常温下将其加压到o．7一o．8MPa，氨就凝结成无色的液体，同时放出大量的热。
液氨相对密度为o．667（20℃）。
如果人体与液氨接触，则会被严重冻伤。
液氨很易气化，降低压力就急剧蒸发，并吸收大量的热，故常用作制冷剂。
氨极易溶于水，溶解时放出大量的热，可生产含氨15—30％（质量）的商品氨水。
（二）化学性质
氨与酸或酸酐可以直接作用，生成各种铵盐。
如
氨与二氧化碳作用生成氨基甲酸胺，脱水成尿素，
用途：
⏹用于制造化学肥料如尿素、硝酸铵、硫酸铵、碳酸氢铵、磷酸铵等。
⏹作为生产其他化工产品的原料如硝酸、硝酸盐、铵盐、氰化物等无机物。
⏹用来制造胺、磺胺、腈等有机物。
⏹用于高科技原料如生产甘油等。
⏹用于制冷剂。
1.1.7健康危害和导致后果
氨对上呼吸道有刺激和腐蚀作用，高浓度时可危及中枢神经系统，还可通三叉神经末梢的反射作用而引起心脏停博和呼吸停止。
人对氨的嗅觉阈为0.5~1mg/m3，浓度50mg/m3以上鼻咽部有刺激感和眼部灼痛感，500mg/m3以上短时内即出现强烈刺激症状，1500mg/m3以上可危及生命，3500mg/m3以上可即时死亡。
国家卫生标准为30mg/m3。
对粘膜有刺激作用，高浓度可造成组织溶解坏死,也可引起反射性呼吸停止。
急性中毒者出现流泪、咽痛、声音嘶哑、咳嗽等，眼结膜、鼻粘膜、咽部充血、水肿，胸部x线征象符合支气管炎或支气管炎。
中度中毒，出现呼吸困难；严重者可发生中毒性肺水肿，或有呼吸窘迫综合症，激烈咳嗽、咯大量血、休克等。
液氨或高浓度氨可致眼灼伤；液氨可致皮肤灼伤。
急救处理原则：
迅速将患者移至空气新鲜处，合理吸氧，解除支气管痉挛，维持呼吸、循环功能，立即用2%硼酸液或清水彻底冲洗污染的眼或皮肤；为防治肺水肿应卧床休息，保持安静，根据病情及早、足量、短期应用糖皮质激素，在病程中应严密观察以防病情反复，注意窒息或气胸发生，预防继发感染，有严重喉头水肿及窒息预兆者宜及早施行气管切开，对危重病员应进行血气监护。
注意眼、皮肤灼伤的治疗。
2、原料气的制取
2.1烃类蒸汽转化法
2.1.1、烃类蒸汽转化的原料
气态烃包括天然气、油田气、炼厂气、焦炉气及裂化气等；液态烃包括原油、轻油和重油。
其中除原油、天然气和油田气是地下药藏的天然矿外，其余皆为石油炼制工业、炼焦工业和基本有机合成工业的产品。
2.1.2、合成氨对原料气的要求
氢氮比3：
1
甲烷含量小于0.5%
有害物质少
2.1.3、化学反应及化学平衡
在蒸汽转化过程中，各种烃类主要进行如下反应：
甲烷蒸汽转化反应：
2.1.4、工艺条件
（1）水碳比，表示转化操作所用的工艺蒸汽量。
在约定条件下，水碳比愈高，甲烷平衡含量愈低。
（2）温度烃类蒸汽转化是吸热的可逆反应，温度增加，甲烷平衡含量下降。
反应温度每降低10℃，甲烷平衡含量约增加1-1.3％
（3）压力烃类蒸汽转化为体积增大的可逆反应，增加压力，甲烷平衡含量也随之增大。
（4）二段转化的空气量：
加入空气量的多少，可从二段炉出口温度上反映出来，但不能它来控制炉温和出口甲烷含量的手段。
因为空气量的加入有合成反应的氢氮比决定。
（5）二段出口甲烷含量：
二段炉出口残余甲烷每降低0.1％，合成氨产量可增加1.1-1.4％。
一般控制在0.2-0.4％。
五、反应机理（反应的微观步骤）
在催化剂的表面，甲烷转化的速度比甲烷分解的速度快的多，中间产物中不会有碳生成。
其机理为在催化剂表面甲烷和水蒸气解离次甲基成和原子态氧，在催化剂表面被吸附并互相作用，最后生成CO、CO2和H2。
2.1.5、催化剂
甲烷蒸汽转化是吸热的可逆反应，提高温度对化学平衡和反应速度均有利。
但无催化剂存在时，温度1000℃反应速度还很低。
因此，需要采用催化剂以加快反应速度。
由于烃类蒸汽转化是在高温下进行的，并存在着析炭问题，因此，除了要求催化剂有高活性和高强度外，还要求有较好的耐热性和抗析炭性。
1．催化剂的组成
（1）活性组分和促进剂在元素周期表上第Ⅷ族的过渡元素对烃类蒸汽转化部有活性，但从性能和经济上考虑，以镍为最佳。
在镍催化剂中，镍以氧化镍形式存在，含量约为4％一30％：
使用时还原成金属镍。
金属镍是转化反应的活性组分，一般而言，镍含量高，催化剂的活性高。
一段转化催化剂要求有较高的活性，良好的抗忻炭性，必要的耐热性能和机械强度。
为了增加催化剂的
升级会员 