题目
目前以天然气为原料工业化生产合成气的工艺是()。A. 甲烷部分氧化B. 甲烷二氧化碳重整C. 甲烷水蒸汽重整D. 以上都是
目前以天然气为原料工业化生产合成气的工艺是()。
A. 甲烷部分氧化
B. 甲烷二氧化碳重整
C. 甲烷水蒸汽重整
D. 以上都是
题目解答
答案
D. 以上都是
解析
本题考查天然气制合成气的工业工艺,需明确三种主要工艺的原理与应用。关键点在于:
- 甲烷部分氧化法:利用氧气部分氧化甲烷生成合成气;
- 甲烷水蒸汽重整:甲烷与水蒸气在催化剂作用下生成合成气;
- 甲烷二氧化碳重整:甲烷与二氧化碳反应生成合成气,兼具环保意义。
核心思路是判断选项中三种工艺是否均为工业化实际应用。
甲烷部分氧化法
- 反应原理:甲烷与氧气在高温下部分氧化,生成一氧化碳和氢气:
$\text{CH}_4 + \frac{1}{2}\text{O}_2 \rightarrow \text{CO} + 2\text{H}_2$ - 特点:反应快速,但需严格控制氧气比例以避免爆炸风险。
甲烷水蒸汽重整
- 反应原理:分两步进行:
- 初始反应:甲烷与水蒸气生成二氧化碳和氢气:
$\text{CH}_4 + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{CO}_2 + 4\text{H}_2$ - 后续反应:二氧化碳与甲烷进一步反应生成一氧化碳和氢气:
$\text{CO}_2 + \text{CH}_4 \rightarrow 2\text{CO} + 2\text{H}_2$
- 初始反应:甲烷与水蒸气生成二氧化碳和氢气:
- 特点:工艺成熟,适合大规模工业应用。
甲烷二氧化碳重整
- 反应原理:甲烷与二氧化碳在高温和催化剂作用下直接反应:
$\text{CH}_4 + \text{CO}_2 \rightarrow 2\text{CO} + 2\text{H}_2$ - 特点:可利用工业废气二氧化碳,减少碳排放,符合环保趋势。
结论:三种工艺均被工业化采用,因此正确答案为D。