19. (12分)随着石油资源的日趋紧张,天然气资源的开发利用受到越来越多的关注。以天然气为原料经由合成气(CO 、H2)制化学品是目前天然气转化利用的主导技术路线,主要工艺有以下几种:

(1)甲烷的部分氧化。CH4(g) + 1/2O2 (g) = CO (g) + 2H2(g)  ,△H = -35.6 kJ/mol。该反应是  ▲    反应(填“自发”、“非自发”或“一定条件下自发”)。有研究认为甲烷部分氧化的机理为:

①CH4(g) + 2O2 (g) = CO 2(g) + 2H2O(g)  ,△H1 =-890.3 kJ/mol

②CH4(g) + CO2 (g) = 2CO (g) + 2H2(g)  ,△H2 = 247.3 kJ/mol

③CH4(g) + H2O (g) = CO (g) + 3H2(g)  ,△H3

反应③的△H3=   ▲   。

(2)甲烷水蒸汽催化重整。如图,反应时热氦气从下部流入提供能量。由甲烷和水蒸汽组成的混合气从催化管的上部流入,发生吸热反应,混合气从下端出来后再向上进入中心管,其目的是   ▲    。根据下表数据计算甲烷

的转化率为    ▲    。

气体
进口温度/℃
进口压强/MPa
进口流量/g.s-1
出口流量/g.s-1
甲烷
464
4.26
12
5.4

(3)甲烷二氧化碳催化重整。高温下,该反应速率明显降低的原因可能是  ▲  。

(4)甲烷的部分氧化与重整耦合。以天然气为燃料的发电尾气(主要含CO2、H2O、O2 和N2)与甲烷可直接用于制合成气,下列说法错误的是 ▲  。(填字母序号)

A.直接利用烟气中的CO2,可以大规模地减少 CO2的排放量

B.烟气的出口温度较高,可以显著地节约能量

C.使用恰当的催化剂可以增大甲烷的转化率

   D.由于反应体系中包含甲烷燃烧,可实现部分热量自供,降低成本

 0  297558  297566  297572  297576  297582  297584  297588  297594  297596  297602  297608  297612  297614  297618  297624  297626  297632  297636  297638  297642  297644  297648  297650  297652  297653  297654  297656  297657  297658  297660  297662  297666  297668  297672  297674  297678  297684  297686  297692  297696  297698  297702  297708  297714  297716  297722  297726  297728  297734  297738  297744  297752  447090 

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