Конверсія газів

Конверсія газів
Переробка газів з метою зміни складу вихідної газової суміші. Конвертують зазвичай газоподібні вуглеводні (метан і його гомологи) і окис вуглецю з метою отримання водню або його сумішей з окисом вуглецю. Такі суміші використовуються для синтезу органічних продуктів і як гази-відновники в металургії або піддають подальшій переробці для отримання водню.
переробка газів з метою зміни складу вихідної газової суміші. Конвертують зазвичай газоподібні вуглеводні (метан і його гомологи) і окис вуглецю з метою отримання водню або його сумішей з окисом вуглецю. Такі суміші використовуються для синтезу органічних продуктів і як гази-відновники в металургії або піддають подальшій переробці для отримання водню. Конверсію проводять із застосуванням в якості окислювачів різних реагентів (кисню, водяної пари, двоокису вуглецю і їх сумішей). Можливо також використання для цієї мети оксидів металів. Найбільш економічним сировиною для конверсії є метан (природний газ). Конверсія метану різними окислювачами може бути описана рівняннями: cH 4 + H 2 O ⇔ CO + 3H 2 - 2066.10 2 дж (49, 3 ккал ) , CH 4 + CO 2 ⇔ 2CO + 2H 2 - 2476.10 2 дж (59, 1 ккал ), CH 4 + 0, 5 O 2 ⇔ 2H 2 + 356 ∙ 10 2 дж (8, 5 ккал ), CO + H 2 O ⇔ CO 2 + H 2 + 411 ∙ 10 2 дж (9, 8 ккал ). Реакції окислення гомологів метану йдуть аналогічним чином. Розрізняють К. р каталітичну і високотемпературну. Каталітичну конверсію метану проводять з водяною парою в трубчастих печах із зовнішнім обігрівом (парова конверсія), а також з парокіслородной сумішшю в апаратах шахтного типу при невеликому (1, 5-2 кгс / см 2 , або 0, 15-0, 2 Мн / м 2 , см.автотермічний конверсію в таблиці) і підвищеному (20-30 кгс / см 2 або 2-3 Мн / м 2 ) тиску. Найкращий каталізатор - нікелевий з різними добавками. Високотемпературну конверсію здійснюють за відсутності каталізаторів при температурах 1350-1450 ° С і тисках до 30-35 кгс / см 2 , або 3-3, 5 Мн / м 2 ; при цьому відбувається майже повне окислення метану і ін. вуглеводнів киснем до CO і H 2 . Зразковий склад газу, одержуваного при високотемпературної кисневої некаталітичного конверсії метану: 3-4% CO 2 , 36-38% CO, 57-59% H 2 , 0, 2-0, 4% CH 4 , 2% N 2 . Перевага цього методу - відсутність каталізатора і нескладне апаратурне оформлення, недолік - підвищена витрата кисню. Склад газу, одержуваного при каталітичної конверсії метану під тиском до 200 кн / м 2 (2 кгс / см 2 ) --------- -------------------------------------------------- -------------------------------------------------- -------------------------------------------------- -------------------------------------------------- --------------------------------------------- | | Максимальна | Склад вихідної суміші | Кінцевий склад газу,% | | | | температура | | | | | ------------------------------------------------- -------------------------------------------------- -------------------------------------------------- -------------------------------------------------- -------------------------------------------------- --- | | Конверсія | шару каталізатора | Н 2 0 ( кг ) | 0 2 ( нм 3 ) | | | | | | | ------------------------------------------------- -------------------------------------------------- -------------------------------------------------- -------------------------------------------------- -------------------------------------------------- --- | | | ° C | CH 4 ( нм 3 ) | СН 4 ( нм 3 ) | СО 2 | СО | Н 2 | СН 4 | N 2 | | ------------------------------------------------- -------------------------------------------------- -------------------------------------------------- -------------------------------------------------- -------------------------------------------------- --- | | Парова | 800 | 2 | - | 8 | 15 | 75 | 1, 5 | 0, 5 | | ------------------------------------------------- -------------------------------------------------- -------------------------------------------------- -------------------------------------------------- -------------------------------------------------- --- | | Автотермічний | 1000 | 0, 7 | 0, 5 | 9 | 22 | 67 | 1, 0 | 1, 0 | | ------------------------------------------------- -------------------------------------------------- -------------------------------------------------- -------------------------------------------------- -------------------------------------------------- --- | -------------------------------------------------- -------------------------------------------------- -------------------------------------------------- -------------------------------------------------- -------------------------------------------------- ---- Конверсію окису вуглецю застосовують переважно для виробництва водню.Використання каталізаторів забезпечує необхідну швидкість реакції. Найбільш ефективні залізо-окисні каталізатори з різними добавками. Конверсію окису вуглецю зазвичай ведуть при 400-450 ° С, невисокому або підвищеному тиску з подачею трикратного (проти стехіометричного) і більшого надлишку водяної пари. Літ. : Довідник азотники, т. 1, М., 1967, розд. 2; Термодинаміка процесів здобуття газів заданого складу з горючих копалин, М., 1969. В. С. Альтшулер. Велика радянська енциклопедія. - М.: Радянська енциклопедія. 1969-1978.