ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Получение синтез-газа из "Технология нефтехимических производств" Получение синтез-газа. Окисление метана водяным паром применяют для получения окиси углерода и водорода (СО + На) или только окиси углерода. [c.211] Около 75% водорода, полученного этим методом, используют для синтеза аммиака, при гидрировании жиров, в производстве изооктана и других компонентов моторных топлив. Водяной пар также используют для получения синтетического бензина (по Фишеру — Тропшу), метилового и высших спиртов и, в последнее время, окиси углерода, необходимой для ряда синтезов карбонильных производных (оксосинтез). [c.211] В зависимости от целей применения можно получать смеси СО и На различного состава объемное отношение Нд СО может составлять от 1 (когда продукты необходимы для синтеза высших спиртов) до 3 (при производстве метилового спирта и синтетического бензина). [c.211] Используя реагенты в стехиометрическом соотношении, теоретически можно получить смесь, содержащую водород и окись углерода в соотношении 1 1. [c.211] Большая часть угля в этом процессе сгорает так, из 1 кг кокса с теплотворной способностью 7500 ккал получают 1 водяного газа с теплотворной способностью 2600 ккал и 4 л газообразных продуктов сгорания, которые трудно использовать в дальнейшем. Для уменьшения потерь тепла и упрощения технологии используют неполное сгорание части сырья, одновременно вводя водяной пар (иногда совместно с кислородом). Экзотермические реакции С + + — СО АН = —26,6 ккал1моль) и С + О2 — СО2 АН = = —94 ккал/моль) позволяют достичь температур, необходимых для осуществления эндотермической реакции между углем и парами воды, и позволяют устранить потери тепла. В результате можно получить смеси, содержащие около 38% Нз, 38% СО и 22% СО2, которые можно использовать (после удаления из них СО2) в качестве синтез-газа. Изменяя соотношение между водяным паром и кислородом в сырье, можно получить смеси с различным соотношением Нз СО. [c.212] Образованию окиси углерода по реакции (1) способствуют высокие температуры (800—900 °С) теоретически равновесие смещается почти полностью вправо при температуре выше 900 °С. Образованию СО2 в результате экзотермической конверсии СО способствуют более низкие температуры (400—500 °С). [c.212] Равновесный (теоретический) состав для реакции (3) (в объемн. % ) следующий при 826 °С 0,1 СН, 4,7 СО2 19,1 СО 76,1 Нг при 924 °С 3,8 СО2 20,3 СО 73,9 Н2. [c.212] Когда основной целью является получение водорода, процесс проводят с большим избытком водяного пара, что улучшает конверсию СО в СОа и способствует образованию дополнительного количества водорода. Этот процесс также выгодно проводить в две ступени первая — разложение при 700—800 °С, вторая — конверсия СО при 400—500 °С. Реакция протекает с увеличением объема, поэтому повышение давления снижает степень конверсии. [c.213] Иногда используют гомологи метана в этом случае соотношение На СО ниже, чем в случае метана, а тенденция к коксообразованию проявляется сильнее. [c.213] Если водород, получаемый из метана, предназначен для синтеза аммиака, то технологические условия подбирают таким образом, чтобы получить смесь На и Ма в требуемом соотношении (1 объем азота на 3 объема водорода). Для этого смесь газов, обогащенную водородом и полученную на первом этапе разложения, подвергают неполному сжиганию в воздухе так, чтобы часть водорода выделялась в виде воды и была заменена азотом из воздуха. [c.213] Избыток водорода и остатки СН4 выжигают при 900—1000 °С в присутствии того же катализатора, что и при разложении, в камере сгорания из огнеупорного материала. [c.214] Из 1 исходного метана получают 4,7 газа следующего состава (в объемн. %) 56,6 Н 22,2 14,2 СО 6,5 СОд 0,5 СН4. [c.214] Для превращения СО в СО2 процесс проводят при более низких (450—500 °С) температурах в присутствии катализатора, состоящего из смеси окислов железа, хрома и алюминия. Из 1 СН4 получают около 3,18 ж газа следующего состава (в объемн. %) 60,5 Н2 20,2 N3 4 СО 14,8 СО2 0,5 СН4. После удаления других компонентов получают смесь На и N3 с объемным соотношением компонентов, равным 3 1, которое и необходимо для синтеза аммиака. [c.214] Удалять СО2 можно по-разному щелочной промывкой, абсорбцией в воде под давлением или в растворах органических оснований. Окись углерода удалять сложнее — ее абсорбируют аммиачными растворами полухлористой меди (1 вес. ч. СиС1з, 1,25 вес. ч. ЫН4С1, 3,7 вес. ч. НзО и 0,3 вес. ч. водного раствора ЙНд). [c.214] На рис. 80 показана принципиальная схема установки для получения водорода из метана и водного пара (крекинг). [c.214] Вернуться к основной статье