水碳比的计算(干气制氢)
烃类水蒸气转化法制氢概述
烃类水蒸气转化法制氢概述摘要：本文以烃类水蒸气转化法为例概述了原料经过预处理、转化、中温变换、PSA变压吸附等步骤转化为氢气纯度达到99.9%以上的过程。
关键词：烃类水蒸气转化预处理吸附提纯1 烃类水蒸气转化法原理烃类水蒸汽转化是以烃类为原料，在一定温度和催化剂作用下使烃类和水蒸汽经过一系列的分解、裂化、脱氢、结炭、消炭、氧化、变换、甲烷化等反应，最终转化为H2、CO、CO2、和少量残余的CH4，其中H2是本阶段的目的产物。
烃类的蒸汽转化反应如下：CnHm+nH2O=nCO+（n+m/2）H2――QCH4+H2O=CO+3H2――206000KJ/KmolCO+H2O=CO2+H2――41200KJ/Kmol转化炉内进行的烃类蒸汽转化反应是一个极复杂的平行、顺序反应体系。
从以上反应原理中可以看出其反应过程需需要吸收大量的热，这就要就反应要有较高的反应温度，而烃类易在高温下裂解结炭特别是烯烃，结炭是转化过程中的必然反应，当结炭反应速度大于消炭反应速度时，转化催化剂就会积炭，使催化剂活性下降甚至丧失。
为保证催化剂活性，就要有大于反应所需求过量的水蒸气来进行消炭，从转化后阶段来看，反应生成的CO也需要水蒸汽与之反应，所以生产时要求转化进料始终保持一定的水碳比，使消炭速度大于结炭速度，避免催化剂上炭的沉积。
烃类水蒸气转化法其催化剂主要活性组分为单质Ni，其对原料品质有较高要求，原料中的硫、氯等有害杂质能与转化催化剂活性组分Ni反应生成不可逆转的化合物，从而使其永久性中毒失去活性。
为了充分发挥转化催化剂的活性，并获得较高的氢收率，转化床层一般装填有两种不同性能的催化剂，一般选用Z417/Z418转化催化剂。
Z417/Z418转化催化剂可以适应多种原料，并且对脱毒的需求相对较低。
Z417含有一定钾碱金属的抗结炭助剂因此作为上段催化剂使用，其具有较好的低温活性及抗积炭性能，Z418具有较高的转化活性作为下段床层催化剂。
水碳比的计算(干气制氢)
干气制氢水碳比的计算进转化炉水蒸汽和脱硫后原料气流量进行水/碳比的比值控制。
在正常生产情况下，控制好水蒸汽与原料气的水/碳比是转化操作的关键。
正常比值为3.5：1，水/碳比过高，不仅浪费水蒸汽，而且增加转化炉的热负荷；水/碳比过低，会引起催化剂积碳，使催化剂失活，甚至造成生产事故。
从安全生产与节能两方面综合考虑，工艺生产过程稳定时，要求水/碳比操作在低限；原料气增量时，先增水蒸汽后增原料气；减量时，先减原料气后减水蒸汽。
知道干气组成，怎们计算水碳比？公式：水/碳＝水蒸气流量（Nm3/h）/碳流量（Nm3/h）水蒸气的流量如以kg/h表示时，则乘以22.4/18转化成Nm3/h，再带入公式；干气中碳流量以干起流量（Nm3/h）乘以干气平均分子式的碳原子个数，结果带入公式；油中碳流量＝进料量kg/h×油平均分子式碳原子个数×22.4/油的平均相对分子质量，结果带入公式。
举例说明干气H2O/C计算方式干气组分：H2 15% CH4 71% C2H6 10% C2H4 2% C3H8 2% C4H8 3% 总碳原=0.71+2*0.1+2*0.02+3*0.02+4*0.03 =0.71+0.2+0.04+0.06+0.12 =1.13 干气流量3600NM3/H 碳流量=3600*1.13=4068 配汽量12000KG/H水碳比=12000*22.4除以（4068*18）=3.67公式：水/碳＝水蒸气流量（mol/h）/总碳元素的流量（mol/h）一般控制在3~4.5这样计算出来的是表观水碳比,如果要计算实际水碳比,则要用{加入的水蒸气流量（mol/h）+转化炉内生成的水的流量（mol/h）)/总碳原素的流量（mol/h）知道干气的组分可以计算出总碳元素的含量（mol/mol）,然后用,总碳元素的流量（mol/h）=总碳元素的含量（mol/mol）*干气的流量(mol/h), 水蒸气流量（mol/h）=水蒸气流量（kg/h）*1000/18根据工艺要求计算水碳比是计算H2O与C的mol比，干气的单位是Nm3/H，水蒸汽的单位是T/H，一定注意量纲的统一。
氢碳比计算公式
氢碳比计算公式氢碳比计算公式是指通过分析化合物的元素构成，计算化合物的氢碳比来推求化合物的化学式和结构。
氢碳比计算公式通常用于有机化学中的化合物分析以及分子结构的确定。
在本文中，我们将讨论氢碳比计算公式和它的应用。
一、氢碳比计算公式氢碳比计算公式指的是根据化合物中碳和氢的总量来计算出它们比例的一个公式。
具体来说，假设化合物的分子式为CmHn，则该化合物的氢碳比（H/C）可表示为：H/C = n/m其中，n是氢的数量，m是碳的数量。
在有机化学中，通常使用这个公式来推算化合物的分子式和结构。
举个栗子，假如给出一些数据，如C3H6O2，则可以通过H/C计算出O的数量从而推出可能的结构。
二、氢碳比的应用氢碳比计算公式在有机化学中有着广泛的应用。
下面介绍它的几个重要应用。
1、确定化合物的分子式有机化合物的分子式是化合物分子中的原子种数和其相对数量的简单表示，通常用于简化化合物的描述和建模。
根据氢碳比计算公式，可以计算出任何一种有机化合物的分子式，为有机化学相关实验和研究提供帮助。
例如，假设我们有一个含元素C、H、O的有机化合物。
通过元素分析得知它的氧含量为9.52%，碳含量为57.14%，氢含量为33.33%。
那么，该化合物的分子式为C6H12O2。
2、确定化合物的结构除了帮助确定化合物的分子式之外，氢碳比计算公式还可以推求有机化合物的结构。
化合物结构是指有机化合物分子内原子之间的化学键和它们之间的关系。
在一些情况下，通过测定化合物中的碳和氢的含量，可以得出关于化合物结构的信息。
例如，假设我们有一个分子式为C6H12O2的含有6个碳原子和两个在杂原子的有机分子。
通过分析，我们发现该化合物的氢碳比为2。
据此，可以推断出该化合物的分子结构为顺丁烷-2,3-二醇。
3、帮助分析未知化合物的结构氢碳比计算方法可以帮助分析未知化合物的结构。
有机化合物中，不同分子结构的氢碳比值不同。
因此，通过确定一个分子的氢碳比值，我们可以缩小可能分子结构的范围。
制氢有关计算
第五章生产有关计算5.1 烃类蒸汽转化制氢的原料的选择适用于蒸汽转化的烃类原料大体分为气态和液态。
5.1.1 气态烃包括天然气、液化石油气和各种炼厂气天然气一般包括油田伴生气和气田气。
天然气主要成分是甲烷、乙烷、丙烷等低级烃类，含有一定的氮的二氧化碳等惰性气体和有害杂质硫化氢，其中气田天然气是以甲烷为主含微量杂质的气体。
液体石油气是由丙烷、丁烷为主要成分的烃类，来源有两种，一种是油田和天然气油伴生出来的天然液化气，另一种是炼油厂和石油化工厂生产的液化石油气。
炼厂气是指原油加工过程中副产的各种尾气，包括催化裂化气、焦化干气、热裂解气、高压加氢裂化尾气等，其组成变化较大，其中含有烯烃的炼厂气不宜直接应用，一般需经过环烷化或除掉烯烃才能做制氢原料。
而不含烯烃的加氢干气可以作为蒸汽转化制氢原料，但因为氧气含量一般＞60%故单位产氢率小。
5.2原料物料的计算5.2.1原料烃的虚拟分子式的计算烃类的虚拟分子式：因为烃类原料都是有多种有机物和一些杂质组成。
为了便于进行工艺的物料衡算，人们把烃类混合物用一种所谓虚拟分子式Cm Hn代替，即代表混合物一个分子所含碳原子的平均数，m为混合物一个分子所含的平均氢原子数，而分子量也即是混合物的一个分子的平均分子量，有了虚拟分子式后，对以后工艺的计算就简化，方便多了。
以加裂干气为例，求法如下：加裂干气的n, mn=∑C=∑ViCi=(17.87×1+2.03×2+4.58×3+5.46×4+2.23×4+0.417×5+0.13×5)÷100=0.6916m=∑Hi=(66.75×2+17.87×4+2.03×6+4.58×8+5.46×10+0.417×120.13×12) ÷100=3.373故加裂干气虚拟分子式为：C0.6916H3.3735.2.2 原料总碳：烃类混合物每一分子所含的碳元素的平均个数我们示例中加裂干气的总碳n=0.6916，因为加裂干气虚拟分子式为：C0.6916H3.373总碳∑C=n=0.69165.2.3 氢碳化H/C=m/n=3.373/0.6916=4.877加裂干气虚拟分子式为：C0.6916H3.373平均分子量M=0.6916×12.01+3.373×2.016/2=11.706总碳∑C=n=0.6916H/C=m/n=3.373/0.6916=5.4755.2.4 什么是绝对碳原（总碳）？碳原的定义是指100Nm3原料气中所含的烃类中的碳都折算成气态C1时所占有的体积立方米数，写作∑C ，也叫做总碳。
水碳比的计算(干气制氢)
干气制氢水碳比的计算进转化炉水蒸汽和脱硫后原料气流量进行水/碳比的比值控制。
在正常生产情况下，控制好水蒸汽与原料气的水/碳比是转化操作的关键。
正常比值为：1，水/碳比过高，不仅浪费水蒸汽，而且增加转化炉的热负荷；水/碳比过低，会引起催化剂积碳，使催化剂失活，甚至造成生产事故。
从安全生产与节能两方面综合考虑，工艺生产过程稳定时，要求水/碳比操作在低限；原料气增量时，先增水蒸汽后增原料气；减量时，先减原料气后减水蒸汽。
知道干气组成，怎们计算水碳比公式：水/碳＝水蒸气流量（Nm3/h）/碳流量（Nm3/h）水蒸气的流量如以kg/h表示时，则乘以18转化成Nm3/h，再带入公式；干气中碳流量以干起流量（Nm3/h）乘以干气平均分子式的碳原子个数，结果带入公式；油中碳流量＝进料量kg/h×油平均分子式碳原子个数×油的平均相对分子质量，结果带入公式。
举例说明干气H2O/C计算方式干气组分：H2 15% CH4 71% C2H6 10% C2H4 2% C3H8 2% C4H8 3% 总碳原=+2*+2*+3*+4* =++++ =干气流量3600NM3/H 碳流量=3600*=4068 配汽量12000KG/H水碳比=12000*除以（4068*18）=公式：水/碳＝水蒸气流量（mol/h）/总碳元素的流量（mol/h）一般控制在3~这样计算出来的是表观水碳比,如果要计算实际水碳比,则要用{加入的水蒸气流量（mol/h）+转化炉内生成的水的流量（mol/h）)/总碳原素的流量（mol/h）知道干气的组分可以计算出总碳元素的含量（mol/mol）,然后用,总碳元素的流量（mol/h）=总碳元素的含量（mol/mol）*干气的流量(mol/h),水蒸气流量（mol/h）=水蒸气流量（kg/h）*1000/18根据工艺要求计算水碳比是计算H2O与C的mol比，干气的单位是Nm3/H，水蒸汽的单位是T/H，一定注意量纲的统一。
水碳比的计算公式
水碳比的计算公式水碳比是在化工和能源领域中一个挺重要的概念。
简单来说，水碳比就是进入反应系统的水蒸气与原料气中碳的物质的量之比。
咱先从公式本身说起哈。
水碳比的计算公式通常是：水碳比 = 水蒸气的物质的量 / 原料气中碳的物质的量。
这个公式看起来挺简单，可实际运用起来，那讲究可多了去了。
就拿工业上常见的合成气制甲醇来说吧。
在这个过程中，得严格控制水碳比。
要是水碳比太低，可能会导致催化剂结焦失活，这可就麻烦大了，得停工检修，费时又费钱。
要是水碳比太高呢，又会增加能耗和设备投资，降低生产效率，老板的脸色估计就不好看啦。
我记得有一次去一家化工厂参观实习。
当时正在进行合成气制甲醇的生产。
我看到那些工程师们，眼睛紧紧盯着仪表盘上的数据，手里还不停地记录着什么。
其中一个工程师跟我说：“这水碳比啊，就像炒菜时放盐，多了不行，少了也不行，得恰到好处。
” 我当时就觉得特别形象。
他们会根据原料气的成分、反应温度、压力等条件，不断调整水蒸气的进料量，以确保水碳比在最佳范围内。
我看到操作室里的电脑屏幕上，各种数据不断跳动，那场面还真有点紧张刺激。
再比如说在煤制气的过程中，水碳比也起着关键作用。
合适的水碳比能提高煤气化的效率和质量。
要是没控制好，不仅产气质量不行，还可能对设备造成损害。
在能源研究领域，科研人员们也在不断探索最优的水碳比。
通过大量的实验和模拟计算，试图找到既能提高能源转化效率，又能降低环境影响的最佳方案。
总之，水碳比虽然只是一个简单的公式，但它背后涉及到的工艺优化、能源利用和环境保护等问题可一点都不简单。
不管是在工业生产中，还是在科学研究里，都得认真对待这个小小的水碳比，才能让我们的化工和能源事业发展得更好。
所以啊，可别小看这水碳比的计算公式，它可是关系着整个生产过程的效率、质量和成本呢！。
水碳比的计算(干气制氢)完整版.doc
干气制氢水碳比的计算进转化炉水蒸汽和脱硫后原料气流量进行水/碳比的比值控制。
在正常生产情况下，控制好水蒸汽与原料气的水/碳比是转化操作的关键。
正常比值为3.5：1，水/碳比过高，不仅浪费水蒸汽，而且增加转化炉的热负荷；水/碳比过低，会引起催化剂积碳，使催化剂失活，甚至造成生产事故。
从安全生产与节能两方面综合考虑，工艺生产过程稳定时，要求水/碳比操作在低限；原料气增量时，先增水蒸汽后增原料气；减量时，先减原料气后减水蒸汽。
知道干气组成，怎们计算水碳比？公式：水/碳＝水蒸气流量（Nm3/h）/碳流量（Nm3/h）水蒸气的流量如以kg/h表示时，则乘以22.4/18转化成Nm3/h，再带入公式；干气中碳流量以干起流量（Nm3/h）乘以干气平均分子式的碳原子个数，结果带入公式；油中碳流量＝进料量kg/h×油平均分子式碳原子个数×22.4/油的平均相对分子质量，结果带入公式。
举例说明干气H2O/C计算方式干气组分：H2 15% CH4 71% C2H6 10% C2H4 2% C3H8 2% C4H8 3% 总碳原=0.71+2*0.1+2*0.02+3*0.02+4*0.03 =0.71+0.2+0.04+0.06+0.12 =1.13 干气流量3600NM3/H 碳流量=3600*1.13=4068 配汽量12000KG/H水碳比=12000*22.4除以（4068*18）=3.67公式：水/碳＝水蒸气流量（mol/h）/总碳元素的流量（mol/h）一般控制在3~4.5这样计算出来的是表观水碳比,如果要计算实际水碳比,则要用{加入的水蒸气流量（mol/h）+转化炉内生成的水的流量（mol/h）)/总碳原素的流量（mol/h）知道干气的组分可以计算出总碳元素的含量（mol/mol）,然后用,总碳元素的流量（mol/h）=总碳元素的含量（mol/mol）*干气的流量(mol/h), 水蒸气流量（mol/h）=水蒸气流量（kg/h）*1000/18根据工艺要求计算水碳比是计算H2O与C的mol比，干气的单位是Nm3/H，水蒸汽的单位是T/H，一定注意量纲的统一。
制氢知识问答
催化剂基本知识1、什么是催化剂？催化作用的基本特征是什么？答：在化学反应中能改变能改变反应速度而本身的组成和重量在反应前后保持不变的物质叫催化剂。
加快反应速度的叫正催化剂；减慢的叫负催化剂。
通常所说的催化剂是指正催化剂。
催化作用改变了化学反应的途径。
在反应终了，相对于始态，催化剂虽不发生变化，但却参与了反应，例如形成了活化吸附态、中间产物等，因而使反应所需的活化能降低。
催化作用不能改变化学平衡状态，但却缩短了达到平衡的时间，在可逆反应中能以同样的倍率提高正、逆反应的速度。
催化剂只能加速在热力学上可能发生的反应，而不能加速在热力学上不可能发生的反应。
2、什么是活化能？答：催化过程之所以能加快反应速度，一般来说是由于催化剂降低了活化能。
从一般意义上来说，反应物分子有了较高的能量，才能处于活化状态发生化学反应。
这个能量一般一般远较分子的平均能量为高，两者之间的差值就是活化能。
在一定温度下，活化能越大，反应越慢，活化能越小，反应越快。
也可以说，在化学反应中使普通分子变成活化分子所必须提供的最小能量就是活化能。
其单位通常用千卡/克分子或千焦/摩尔表示。
3、什么是催化剂的活性？具体有哪些表示方法？衡量一种催化剂的催化效能采用催化活性来表示。
催化活性是催化剂对反应速度的影响程度，是判断催化剂效能高低的标准。
对于固体催化剂的催化活性，多采用以下几种表示方法：（1）催化剂的比活性（2）反应速率表示法（3）工业上常用转化率来表示催化活性（4）用每小时每升催化剂所得到的产物重量的数值来表示活性。
4、什么是催化剂失活？失活的原因有哪些？对大多数工业催化剂来说，它的物理性质和化学性质随催化反应的进行发生微小的变化，短期之间很难察觉。
然而，长期运行过程中，这些变化累积起来，造成催化剂活性、选择性的显著下降，这就是催化剂的失活过程。
另外，反应物中存在的毒物和杂质，上游工艺带来的粉尘、反应过程中原料结碳等外部原因也会引起催化剂活性、选择性的下降。
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干气制氢水碳比的计算
进转化炉水蒸汽和脱硫后原料气流量进行水/碳比的比值控制。
在正常生产情况下，控制好水蒸汽与原料气的水/碳比是转化操作的关键。
正常比值为3.5：1，水/碳比过高，不仅浪费水蒸汽，而且增加转化炉的热负荷；水/碳比过低，会引起催化剂积碳，使催化剂失活，甚至造成生产事故。
从安全生产与节能两方面综合考虑，工艺生产过程稳定时，要求水/碳比操作在低限；原料气增量时，先增水蒸汽后增原料气；减量时，先减原料气后减水蒸汽。
知道干气组成，怎们计算水碳比？
公式：水/碳＝水蒸气流量（Nm3/h）/碳流量（Nm3/h）
水蒸气的流量如以kg/h表示时，则乘以22.4/18转化成Nm3/h，再带入公式；
干气中碳流量以干起流量（Nm3/h）乘以干气平均分子式的碳原子个数，结果带入公式；
油中碳流量＝进料量kg/h×油平均分子式碳原子个数×22.4/油的平均相对分子质量，结果带入公式。
举例说明干气H2O/C计算方式
干气组分：H2 15% CH4 71% C2H6 10% C2H4 2% C3H8 2% C4H8 3% 总碳原=0.71+2*0.1+2*0.02+3*0.02+4*0.03 =0.71+0.2+0.04+0.06+0.12
=1.13
干气流量3600NM3/H 碳流量=3600*1.13=4068 配汽量12000KG/H
水碳比=12000*22.4除以（4068*18）=3.67
公式：水/碳＝水蒸气流量（mol/h）/总碳元素的流量（mol/h）一般控制在3~4.5
这样计算出来的是表观水碳比,如果要计算实际水碳比,则要用{加入的水蒸气流量（mol/h）+转化炉内生成的水的流量（mol/h）)/总碳原素的流量（mol/h）
知道干气的组分可以计算出总碳元素的含量（mol/mol）,然后用,总碳元素的流量（mol/h）=总碳元素的含量（mol/mol）*干气的流量(mol/h),
水蒸气流量（mol/h）=水蒸气流量（kg/h）*1000/18
根据工艺要求计算水碳比是计算H2O与C的mol比，干气的单位是Nm3/H，水蒸汽的单位是T/H，一定注意量纲的统一。
物质的mol量计算：
0℃1个大气压下，每摩尔气体的体积大约为22.4升, 1Nm3干气的mol量=1000/22.4
1Nm3干气中碳C的mol量=1000/22.4×（干气中C的mol含量）。
而对水蒸汽，可采用“摩尔量=质量/摩尔质量”公式计算，水的摩尔质量是18g/mol，1吨水的摩尔量=1000000/18
因此水碳的摩尔比=1000×22.4 / 18×（水的实际流量/干气中C
的mol含量）=1244.4×(水的实际流量/干气中C的mol含量)
干气中C的mol含量可用总碳分析仪上的数据，也可由操作人员根据化验数据手动输入。
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