Синтез метанола термодинамические основы

До конца 20-х годов в химической термодинамике наибольшее внимание исследователи уделяли изучению фазовых переходов и свойств растворов, а в отношении же химических реакций ограничивались преимущественно определениями их тепловых эффектов. В известной степени это объясняется тем, что именно указанные направления химической термодинамики стали первыми удовлетворять потребности производства. Практическое же использование методов термодинамики химических реакций для решения крупных промышленных проблем долгое время отставало от ее возможностей. Правда, еще в 70—80-х годах методы химической термодинамики были успешно применены для исследования доменного процесса. К 1914 году на основе термодинамического исследования Габер определил условия, необходимые для осуществления синтеза аммиака из азота и водорода, что привело в конечном результате к возможности промышленного получения в больших количествах аммиака, азотной кислоты, азотных удобрений, взрывчатых веществ и порохов из дешевых и широко доступных исходных материалов. В 20-х годах, лишь после того, как термодинамическое исследование реакции синтеза метанола из Н2 и СО дало возможность определить условия, при которых положение равновесия благоприятно для этого, синтеза, наконец была решена проблема создания производства метанола из дешевого сырья. Полученные результаты показали также, что проводившиеся ранее поиски более активных катализаторов не были успешными не из-за их малой активности, а вследствие недостаточно благоприятного положения равновесия в условиях, в которых пытались осуществить эту реакцию. Известны и другие примеры успешного применения методов термодинамики химических реакций для решения промышленных задач. Однако только с конца 20-х годов плодотворность применения этих методов исследования начинает получать все более широкое признание. [c.19]

Теоретические вычисления константы равновесия синтеза метанола были выполнены преимущественно на основе третьего закона термодинамики. В настоящее время можно полагать, что наиболее теоретически обоснованным расчетом константы равновесия реакции синтеза метанола является термодинамический расчет М. И. Темкина и В. М. Чередниченко , которые впервые учли, что пары метанола заметно ассоциированы. В соответствии с их вычислениями температурная зависимость константы равновесия выражается уравнением [c.404]

Термодинамика химических реакций получила быстрое развитие в особенности после того, как на ее основе был решен ряд важнейших промышленных проблем синтез аммиака, синтез метанола, совершенствование основных металлургических процессов, позднее — создание ряда нефтехимических производств, новых отраслей металлургии, новых видов горючего и другие. На основе термодинамических методов был решен и ряд теоретических проблем химии, в частности относящихся к химии высоких температур. [c.6]

Из реакций между СО и Нз наибольшей убылью свободной энергии характеризуется реакция синтеза метанола. Эта реакция с наибольшей скоростью и избирательностью осуществляется на окисных катализаторах иа основе окиси цинка. Однако с изменением природы катализатора с большей избирательностью осуществляются реакции с меньшим изменением свободной энергии, с меньшей термодинамической устойчивостью получаемых продуктов. [c.29]

Поэтому результаты экспериментального определения константы равновесия реакции синтеза метанола не могут служить надежной основой для проведения термодинамических расчетов. [c.403]

Синтез высших спиртов из СО и Hg термодинамически более выгоден, чем синтез метанола [238]. Смещению равновесия в сторону высших спиртов способствуют повышение температуры синтеза, уменьшение объемной скорости исходного газа и введение в состав катализатора щелочных добавок. На модифицированных окисных Zn—Сг-катализаторах синтеза метанола образование высших спиртов протекает при 380—490° С, давлении 150—250 атм и объемной скорости 2 ООО—20 ООО час смеси СОЧ-На (1 1) [238]. Содержание спиртов в продуктах реакции достигает 60%, причем преобладают метанол и первичный изобутанол [238, 239]. Снижение температуры реакции приводит к увеличению до 20% выхода этанола. Селективные катализаторы синтеза этанола разработаны на основе металлов VHI группы [240—242]. [c.25]

Химическая термодинамика особенно быстро развивалась в XX в. На ее основе проведены фундаментальные исследования по синтезу аммиака, метанола и получения ряда органических веществ, имеющих большое народнохозяйственное значение, синтезированы искусственные алмазы и др. Были разработаны более совершенные установки для определения тепловых эффектов реакций и теплоемкостей, которые позволили значительно снизить экспериментальные ошибки, что в свою очередь, дало возможность с большей точностью вычислять константы равновесия химических процессов. В этот же период времени были предложены более совершенные методы расчета химического равновесия как при низких, так и при высоких давлениях. Проводились и в настоящее время проводятся обширные термодинамические исследования в области растворов. Особую важность приобрели исследования химических процессов при экстремальных условиях. [c.181]

Термодинамические данные по гидрированию окиси и двуокиси углерода в углеводороды, а также по различным реакциям углеводородов, приводимые в настоящей работе, были рассчитаны на основе термодинамических таблиц Американского нефтяного института [6], содержащих наиболее точные из имеющихся в литературе данных. Термодинамические основы синтеза углеводородов из окиси углерода и водорода рассматривались Смитом [7 ] и Миддльтоном [8]. Однако эти авторы произвели расчет равновесия реакций, образования лишь немногих соединений, а некоторые результаты Смита основывались на неверных термодинамических данных, например неточных константах равновесия для синтеза метанола. Термодинамическая возможность участия метана в синтезе углеводородов из СО и Щ обсуждалась Претром [9]. Термодинамические данные по синтезу спиртов, восстановлению окисей и карбидов и образованию карбонилов, представленные в настоящей главе, повидимому, являются наиболее надежными из всех имеющихся по этим вопросам. Во всех данных этой главы стандартным состоянием всех газообразных компонентов является давление в 1 атм. [c.9]

В настоящее время ведется широкий поиск новых сырьевых источников для производства этилена. Наиболее доступное сырье — метан, однако его дегидрогенизационная димеризация термодинамически становится возможной лишь при температурах выше 800 °С и является более эндо- ермичной, чем дегидрирование этана (222 кДж/моль и 146 кДж/моль). Перспективным представляется синтез этилена на основе угля в процессе производства бензина из метанола. При синтезе олефинов через метанол (при выходе низших олефинов 60%) на 1 кг олефинов расходуется 4,6 кг угля [12]. При этом остальные 40% получаемых продуктов представляют собой ценное химическое сырье. [c.16]