ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Физико-химические основы производства из "Общая химическая технология" Конверсия метана водялым паром. Конверсию метана проводят при атмосферном или повышенном давлении с применением катализатора (каталитическая конверсия метана) или без него (высокотемпературная конверсия метана). Наиболее широкое распространение получил первый способ, рассматриваемый ниже. [c.260] Из рис. XII. 3 видно, что при температуре 800—900 °С и т — 2 равновесное содержание СН составляет менее 0,5%, что соответствует минимальной допустимой концентрации СН4 в газовой смеси, однако скорость реакции при этой температуре мала. При повышении температуры возрастает скорость побочной реакции термического разложения метана с образованием молекулярного углерода. [c.260] В качестве катализатора синтеза аммиака применяют никель, нанесенный на окись алюминия или на окись магния. [c.261] Конверсия метана кислородом (реакция (ХП.З)] протекает одновременно со второй стадией процесса (см. рис. ХП.2, операция 3). Эта реакция протекает с большой скоростью и не лимитирует процесс, поэтому она отдельно не рассматривается. [c.261] Конверсия окиси углерода. [c.261] Из этих уравнений следует, что сдвиг равновесия в сторону образования водорода (целевого продукта) и, следовательно, увеличение его выхода может быть достигнуто повышением концентрации исходных реагентов и снижением температуры (при уменьшении температуры отношение Л/Г увеличивается и, следовательно, возрастает Кр). [c.261] Давление не влияет на условия равновесия, поскольку реакция (ХП. 4). протекает без изменения объема. [c.261] Из рис. ХП.4 видно, что равновесная степень превращения СО возрастает при увеличении п и снижается при повышении температуры. Однако понижать температуру, чтобы сдвинуть равновесие в сторону образования целевого продукта, невыгодно, так как при низких температурах реакция (ХП.4) протекает очень медленно даже в присутствии катализаторов. В связи с этим устанавливают оптимальную температурную последовательность, обеспечивающую максимальную общую скорость процесса (см. рис. П. 7 и П. 8). [c.262] Процесс конверсии СО осуществляют в присутствии железохромового или цинк-хромовомедного катализатора последний позволяет проводить процесс при сравнительно низкой температуре (250—300 °С) и достижении остаточного содержания СО в пределах 0,2—0,4%. Однако низкотемпературный катализатор чрезвычайно чувствителен к серосодержащим примесям, поэтому при работе на таком катализаторе особенно большие требования предъявляют к степени очистки газа. [c.262] Очистка природного и конвертированного газов. Углеводородные газы (природный, попутные нефтяные), а также промышленные газы нефтепереработки, газификации твердых и жидких топлив, конвертированный и коксовый газы содержат вредные примеси, способные отравлять катализаторы, вызывать коррозию и загрязнять аппаратуру. [c.262] К основным примесям, содержание которых в конвертированном газе недопустимо, относятся серосодержащие вещества (НгЗ, меркаптаны, сероокись углерода), а также СОг и СО. [c.262] Одной из важнейших и первых стадий в производстве аммиака является очистка газов. Различают жидкостные (мокрые) и сухие способы промышленной очистки. Жидкостные способы осуществляют с помощью жидких поглотителей — абсорбентов эти способы основаны на физической абсорбции и абсорбции, сопровождаемой химическими реакциями. Сухие способы очистки основаны на поглощении веществ твердыми поглотителями. Сюда относятся способы, основанные на физической адсорбции и хемосорбции, на каталитическом превращении примесей в легко удаляемые или менее вредные соединения. В качестве адсорбентов применяют активированный уголь, смеси активной окиси железа и соды (железо-содовая масса) и др. [c.262] В зависимости от требуемой степени очистки условно различают грубую, среднюю и тонкую очистку. [c.262] Для очистки газа от НгЗ и СОг наиболее широко применяются растворы этаноламинов (аминоспиртов), которые обладают щелочными свойствами и при взаимодействии с кислотами образуют соли. [c.262] Поглотительная способность абсорбента возрастает при понижении температуры и повышении давления. При повышении температуры и понижении давления равновесие химических реакций при абсорбции сдвигается влево. На этом основана регенерация МЭА, насыщенного кислыми газами. [c.263] Очистка конвертированного газа от СО2 производится, как правило, жидкими щелочными сорбентами (водными растворами карбонатов натрия и калия и щелочей). Обычно абсорбцию газов ведут при низкой температуре, что связано с уменьшением растворимости газов в жидкостях при повышении температуры. Так, вначале газ промывают холодной водой под давлением 1,5—2,5 МПа в башнях с насадкой, при этом поглощается большая часть СО2. При снижении давления до атмосферного растворимость газов снижается и из воды десорбируется газ, содержащий около 80% СО2, 10% Н2, а также N2, Н2 и др. (этот газ используют далее для производства карбамида и других продуктов). [c.263] Вода после охлаждения в градирнях возвращается на орошение башни. [c.263] Остатки двуокиси углерода удаляют из азотоводородной смеси при промывке раствором едкого натра или других поглотителей, имеющих большую абсорбционную емкость по СО2, чем вода. [c.263] Вернуться к основной статье