Теоретичні відомості. Найбільш розповсюдженим промисловим способом одержання водню і його сумішей з азотом та оксидом вуглецю (II) є конверсія вуглеводневих газів (переважно

Найбільш розповсюдженим промисловим способом одержання водню і його сумішей з азотом та оксидом вуглецю (II) є конверсія вуглеводневих газів (переважно метану), яку проводять за допомогою окиснювачів Н₂О (пара), О₂, СО₂ за такими реакціями:

СН₄ + Н₂О⇄ СО+3Н₂­ - Q_1,

СН₄ + СО₂ ⇄2СО+2Н₂ - Q_2,

СН₄ + 0,5О₂ ⇄СО+2Н₂ - Q_3.

Як видно із наведених реакцій, як первинний продукт конверсії вуглеводневих газів утворюється суміш водню і оксиду вуглецю (II), що направляється на конверсію оксиду вуглецю (II) за реакцією

СО + Н₂О⇄СО₂ + Н₂О + Q.

Процес конверсії оксиду вуглецю є не складним, оборотним, гетерогенно-каталітичним та екзотермічним, що перебігає без зміни об`єму.

За принципом Ле-Шательє, з підвищенням температури рівновага цієї реакції зміщується вліво, а із зниженням температури – вправо. Це відбувається тому, що при зниженні температури помітно зменшується швидкість реакції. Процес конверсії СО проводять при наявності каталізатора, завдяки чому досягається достатня швидкість реакції при порівняно невисоких температурах.

Найбільш широкого розповсюдження у техніці набули каталізатори, виготовлені на базі оксиду заліза (III), активовані оксидами хрому, алюмінію, калію. Оптимальна температура для названих каталізаторів знаходиться у межах 450-500 ⁰С, що призводить до залишкового вмісту СО у газовій суміші 2-4 % навіть при порушенні рівноваги реакції (4) вправо трикратним надлишком водяної пари. Такий залишковий вміст СО потребує складного та громіздкого процесу мідноаміачного очищення конвертованого газу.

Нині розроблено низькотемпературний (цинк-хромово-мідний) каталізатор конверсії оксиду вуглецю, що дозволяє проводити процес при температурі 200-300 ⁰С з залишковим вмістом СО в межах 0,2-0,4 % та спрощує очищення конвертованого газу від СО. Однак цей каталізатор дуже чутливий до сірковмісних сполук, що передбачає особливі вимоги до очищення газу.

Обладнання і хімічні реактиви

· ваги лабораторні ВЛР-200 2-го класу, ГОСТ 24104;

· набір ваг Г-2-200, ГОСТ 7328;

· барометр-апероїд М-67 ТУ 25-04-1797-85 або ВАММ-1 ТУ 25-11-1513-79;

· психрометр аспіраційний типу МВ-4М ТУ 625-11-1272-76;

· колба 2-2000-2, ГОСТ 1770-74;

· циліндр 1-500 ГОСТ 1770-74;

· циліндр 1-100 ГОСТ 1770-74;

· склянка В-1-250 ТС ГОСТ 25336-82 4 шт.;

· лійка ВД-2-250-КС ГОСТ 25336-83;

· колба КП-1-250-29/32 ТХС ГОСТ 25336-82;

· склянка СН-2 ГОСТ 25336-82 2 шт.;

· кислота мурашина, х.ч., ГОСТ 5848;

· кислота сірчана, х.ч., ГОСТ 4204;

· мідь електролітна, металічна, ГОСТ 14958;

· мідь хлориста, ч.д.а., ГОСТ 4164;

· алюміній хлористий, х.ч., ГОСТ 3773;

· аміак водний розчин з масовою часткою 25 %, ч.д.а., ГОСТ 3760;

· натрія гідроксид, х.ч., ГОСТ 4320;

· калія гідроксид, х.ч., ГОСТ 24363;

· натрій хлористий, ч.д.а., ГОСТ 4233;

· вода дистильована, ГОСТ 6709;

· пірогалол, ч.д.а., ТУ 6-09-5319;

· піч трубчаста СУОЛ-0,5.

Поиск по сайту: