简述天燃气水蒸汽转化过程为何分二段进行？

从热力学角度看，高温下甲烷平衡浓度低，从动力学看，高温使反应速率加快，所以出口残余甲烷含量低。因加压对平衡的不利影响，更要提高温度来弥补。在3MPa的压力下，为使残余甲烷含量降至0.3％（干基），必须使温度达到1000℃。但是，在此高温下，反应管的材质经受不了，因此，为满足残余甲烷≤0.3％的要求，需要将转化过程分为两段进行。第一段转化在多管反应器中进行，管间供热，反应器称为一段转化炉，最高温度（出口处）控制在800℃左右，出口残余甲烷10％（干基）左右。温度在800℃左右的一段转化气绝热进入二段转化炉.同时补人氧气，氧与转化气中甲烷燃烧放热，温度升至1000℃，转化反应继续进行，使二段出口甲烷降至0.3％。若补入空气则有氮气带人，这对于合成氨是必要的，对于合成甲醇或其他产品则不应有氮。

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