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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 化学化工区 » 催化 » 理论交流 » CH4/ CO2 重整反应进行中CO 和H2的选择性？
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renw

银虫 (小有名气)

[求助] CH4/ CO2 重整反应进行中CO 和H2的选择性？

在文献中CH4/ CO2 重整反应进行中CO 和H2的选择性分别约为98%和92%，CO和H2的选择性怎么理解？

各位，小弟刚刚开始接触，还望大家指教，谢谢
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1楼 2011-11-14 18:52:45
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zyhou

专家顾问 (文坛精英)

【答案】应助回帖

renw(金币+1): 谢谢解答，非常感谢。 2011-11-14 20:52:31
做了10年的研究，也经常看到有人提CO和H2的选择性问题，个人感觉意义不大，这个反应系统中主要有下列反应：
CH4+CO2=2CO+2H2
CO2+H2=H2O+CO
CH4=CxHy(积碳)+H2
2CO= CO2+C(积碳)
但是后面两个反应所占的比例很低，我刚入门时曾经做过计算，即使积碳非常严重的催化剂，积碳所占的百分比和出口的CO相比没有一个大于0.1%的，所以讨论CO的选择性意义不大，也有人列出来>99%，我倒觉得分析误差都比这个数值要大！

但是H2的选择性是有意义的，可以衡量反应中水气变换反应的发生量！

现在这个题目的高手很不，不要拍砖！
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2楼2011-11-14 19:21:43
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yucc

铁杆木虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

楼上老师说的很好，也指出了该反应的关键。

顺便给点建议，对于反应性能好的催化剂，温度和压力测量准确的话，这个反应的结果是很接近热力学平衡值的，当然热力学状态方程的选择要合适。热力学模拟只需要考虑CH4、CO2、H2、CO、H2O五个物种即可。反应本身是处于热力学积碳区的，抗积碳只能从动力学和工艺上考虑。

基于上面的认识，只需要把实验条件下的反应结果与相应条件下的平衡结果进行对比就可以反映催化剂的反应性能。一般以反应产品气的干气组成和相应条件的热力学平衡干气组成对比即可。
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3楼2011-11-14 20:29:51
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zshong

铜虫 (小有名气)
引用回帖:
2楼: Originally posted by zyhou at 2011-11-14 19:21:43:
做了10年的研究，也经常看到有人提CO和H2的选择性问题，个人感觉意义不大，这个反应系统中主要有下列反应：
CH4+CO2=2CO+2H2
CO2+H2=H2O+CO
CH4=CxHy(积碳)+H2
2CO= CO2+C(积碳)
但是后面两个反应所占的比例 ...

择日不如撞日，正好侯老师在场，借楼主块儿地方也问个问题。最近，我在做甲烷水汽重整这个反应，实际中遇到的一个问题。 在CH4， CO和CO2都能准确定量，碳平衡误差在3%以内的前提下，发现反应物中CH4浓度小于2%时，基本上观察不到H2的损失，稳态下H2选择性接近100%，即使在>80%的转化率时。但当CH4浓度提高到10%， 在80%的CH4转化率时，就会发现明显的H2选择性损失，在95%左右。可理论上，WGS 和 Boundouard reaction 不应该导致H2的损失。看楼主的问题，在干法重整中似乎也存在类似的现象，侯老师对这个有什么建议吗？
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4楼2011-11-14 21:26:45
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zyhou

专家顾问 (文坛精英)
逆WGS应该导致H2的损失。

你是水汽重整，氢含量低的时候肯定没有CO2+H2=CO+H2O反应发生，因为这个反应也是出于动态平衡中。
但是，当反应中氢含量比较高（甲烷含量高也一样）时，上述反应就有可能发生。
问题又往往出在你没有计量反应前后的水的变化。而在二氧化碳重整过程中，逆WGS发生时就有水生成，可以观测、也可以计量！
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5楼2011-11-14 21:33:55
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zshong

铜虫 (小有名气)
引用回帖:
5楼: Originally posted by zyhou at 2011-11-14 21:33:55:
逆WGS应该导致H2的损失。

你是水汽重整，氢含量低的时候肯定没有CO2+H2=CO+H2O反应发生，因为这个反应也是出于动态平衡中。
但是，当反应中氢含量比较高（甲烷含量高也一样）时，上述反应就有可能发生。
问题 ...

谢谢侯老师的建议，这倒提醒了我。 对于水汽重整，在计算H2的选择性时，实际上已经考虑了水的转化率，可能是反应后水的定量有些问题， 在porapak-Q 柱子上是一个长长的拖尾峰。我得赶紧给检查下，寻个合适的定量方法。
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6楼2011-11-14 22:14:46
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tianya8i

至尊木虫 (文坛精英)
H2少CO多 就是因为存在WGS反应，如果你注意观察，反应管的末端有水珠。
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7楼2011-11-15 08:43:08
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fengping10

木虫 (正式写手)
引用回帖:
7楼: Originally posted by tianya8i at 2011-11-15 08:43:08:
H2少CO多 就是因为存在WGS反应，如果你注意观察，反应管的末端有水珠。

wgs反应，不是CO+H2O=CO2+H2，应该是H2多CO少么？
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8楼2011-11-21 09:05:01
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linzhu16

银虫 (小有名气)
楼主和我做的一样，CH4/CO2重整，请问楼主是用的TCD检测么，用的啥柱子呢，载气是什么
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9楼2011-11-30 13:36:46
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