Как получить метан из угарного газа?

Получение метана ( $C{H}_4$) из угарного газа ( $CO$) осуществляется путем каталитического гидрирования. Этот процесс также называют метанированием или реакцией Сабатье (в расширенном смысле, так как классическая реакция Сабатье чаще ассоциируется с углекислым газом). Уравнение реакции Основная химическая реакция протекает по следующей схеме: $CO+3H_{2}C{H}_4+H_{2}O+206\text{кДж/моль}$. Технологические условия

1. Катализаторы:
   • Никель (Ni): Наиболее распространенный в промышленности благодаря своей доступности и высокой активности.
   • Рутений (Ru), Родий (Rh), Платина (Pt): Более эффективны и могут работать при более низких температурах, но значительно дороже.
   • В качестве носителей для катализаторов обычно используют оксид алюминия ( $A{l}_2{O}_3$), диоксид кремния ( $Si{O}_2$) или цеолиты.
2. Температурный режим: Реакция сильно экзотермическая (выделяет тепло). Оптимальный диапазон составляет 200–450°C. Повышение температуры выше 450°C смещает равновесие в сторону исходных веществ и способствует образованию сажи на катализаторе.
3. Давление: Процесс может идти при атмосферном давлении, но для повышения выхода метана и скорости реакции часто используют повышенное давление (до 3 МПа и выше).

Особенности процесса

• Соотношение реагентов: Для полной конверсии теоретически требуется 3 моля водорода на 1 моль угарного газа. На практике часто используют избыток водорода.
• Очистка: Исходный газ должен быть очищен от соединений серы, которые являются «ядом» для никелевых катализаторов и быстро выводят их из строя.
• Применение: Этот метод используется в промышленности для очистки водорода от примесей $CO$ (например, перед синтезом аммиака) и при производстве синтетического природного газа (SNG) из угля или биомассы.

Хотите узнать подробнее о подготовке синтез-газа для этой реакции или о способах регенерации никелевого катализатора?