题目
甲烷蒸汽转化防止析碳的主要措施是( )A. 升温B. 增压C. 适当提高蒸汽用量(水碳比)
甲烷蒸汽转化防止析碳的主要措施是( )
A. 升温
B. 增压
C. 适当提高蒸汽用量(水碳比)
题目解答
答案
C. 适当提高蒸汽用量(水碳比)
解析
考查要点:本题主要考查甲烷蒸汽转化反应中防止析碳的措施,需理解反应原理及工艺参数的影响。
解题核心:明确水碳比(蒸汽用量)在反应中的作用,分析各选项对反应平衡及副反应的影响。
关键点:
- 析碳本质:甲烷未充分反应生成固体碳。
- 水碳比的作用:水蒸气与甲烷的摩尔比决定反应方向,提高水碳比可推动反应向生成CO和H₂的方向进行,抑制析碳。
- 温度与压力的局限性:升温可能促进副反应,增压非直接防析碳手段。
甲烷蒸汽转化反应为吸热反应:
$\text{CH}_4 + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{CO} + 3\text{H}_2$
若水碳比不足,甲烷可能不完全反应,生成固体碳(析碳),影响催化剂活性和设备运行。
选项分析:
- A. 升温:虽促进吸热反应,但高温易引发甲烷分解(如 $\text{CH}_4 \rightarrow 2\text{C} + 2\text{H}_2$),增加析碳风险。
- B. 增压:反应压力对析碳影响有限,且高压会增加设备成本。
- C. 提高水碳比:增加水蒸气使反应更彻底,维持平衡向生成CO和H₂方向移动,直接防止析碳。