Как в промышленности из угля и метана получают так называемый синтез-газ? составьте уравнение соответствующих хим. реакций.

Калинина Мария Игоревна

Преподаватель химии СУНЦ МГУ

Проверено учителем

Получение синтез-газа (смеси монооксида углерода и водорода) является ключевым этапом в современной углехимии и нефтехимии. Ниже приведены основные промышленные методы его получения из угля и метана. 1. Получение синтез-газа из метана Это наиболее экономически выгодный и распространенный в мире способ. Основным сырьем выступает природный газ. Паровая конверсия метана Это основной промышленный метод. Процесс протекает на никелевых катализаторах при температуре 700–900°C и повышенном давлении. CH4+H2OCO+3H2cap C cap H sub 4 plus cap H sub 2 cap O is in equilibrium with cap C cap O plus 3 cap H sub 2Углекислотная конверсия Используется реже, в основном для получения газа с низким содержанием водорода, который необходим для специфических синтезов (например, производства поликарбонатов). CH4+CO22CO+2H2cap C cap H sub 4 plus cap C cap O sub 2 is in equilibrium with 2 cap C cap O plus 2 cap H sub 2Парциальное (частичное) окисление Метан сжигается в условиях дефицита кислорода. Реакция экзотермична, что позволяет проводить процесс без подвода тепла извне. 2CH4+O22CO+4H22 cap C cap H sub 4 plus cap O sub 2 right arrow 2 cap C cap O plus 4 cap H sub 22. Получение синтез-газа из угля (Газификация) Этот метод актуален для регионов с большими запасами угля и ограниченным доступом к природному газу. Процесс происходит в газогенераторах при взаимодействии раскаленного угля с окислителями. Взаимодействие с водяным паром Процесс является эндотермическим (требует затрат энергии), поэтому уголь предварительно разогревают за счет частичного сжигания. C+H2OCO+H2cap C plus cap H sub 2 cap O is in equilibrium with cap C cap O plus cap H sub 2Воздушная или кислородная газификация При недостатке кислорода углерод окисляется до монооксида: 2C+O22CO2 cap C plus cap O sub 2 right arrow 2 cap C cap OВ реальных промышленных установках (например, в методе Лурги или Тексако) оба процесса протекают одновременно — часть угля сгорает для обеспечения системы теплом, а образующийся диоксид углерода и водяной пар реагируют с оставшимся раскаленным углем: C+CO22COcap C plus cap C cap O sub 2 right arrow 2 cap C cap OСравнительные характеристики состава Состав получаемого газа зависит от выбранного метода и сырья, что критично для последующего использования:

Метод Соотношение H2COcap H sub 2 colon cap C cap OОсновное применение
Паровая конверсия метана~ 3:1Синтез аммиака, получение водорода
Газификация угля~ 1:1Синтез Фишера-Тропша (искусственное топливо)
Окисление метана~ 2:1Синтез метанола

Если вам необходимо, я могу рассчитать тепловой эффект (энтальпию) для любой из этих реакций или составить схему дальнейшей переработки синтез-газа в метанол.

Форма ответа

Ваш аватар