Непрореагировавший метан
Cтраница 3
Термодинамические расчеты показывают, что для достижения подобным путем достаточно высокой степени превращения метана и получения водорода достаточной чистоты необходимы очень высокие температуры ( порядка 1500) и весьма значительный расход тепла. С понижением температуры степень разложения метана прогрессивно снижается и водород обогащается непрореагировавшим метаном. [31]
При высоких температурах степень превращения метана весьма высока, но в газе конверсии оказывается много окиси углерода. При низких температурах окиси углерода нолучается мало, но в газе остается много непрореагировавшего метана. Чем меньше избыток пара, тем больше сказывается это противоречие. [32]
При проведении реакции между метаном и водяным паром [5] метан и пар пропускают через обогреваемый газом трубчатый реактор, наполненный катализатором; процесс проводят при 870 С и атмосферном давлении. Выходящие газы состоят из водорода и окиси углерода и содержат только 2 % непрореагировавшего метана. Вследствие вредного действия серы на катализатор метан следует предварительно очищать от сернистых соединений. Затем окись углерода превращают в водород и двуокись углерода дальнейшей обработкой паром при 460 С в присутствии катализатора, обычно применяемого при производстве водяного газа. После удаления двуокиси углерода получают водород, достаточно чистый для использования в процессах гидрирования. [33]
При проведении реакции между метаном и водяным паром [5] метан и пар пропускают через обогреваемый газом трубчатый реактор, наполненный катализатором; процесс проводят при 870 С и атмосферном давлении. Выходящие газы состоят из водорода и окиси углерода и содержат только 2 / 6 непрореагировавшего метана. Вследствие вредного действия серы на катализатор метан следует предварительно очищать от сернистых соединений. Затем окись углерода превращают в водород и двуокись углерода дальнейшей обработкой паром при 460 С в присутствии катализатора, обычно применяемого при производстве водяного газа. После удаления двуокиси углерода получают водород, достаточно чистый для использования в процессах гидрирования. [34]
Реакции ( 1) и ( 2) сопровождаются увеличением объема; поэтому при низких давлениях глубина превращения больше. Например, при реакции ( 1) с применением метана как исходного сырья, количество непрореагировавшего метана при любом значении температуры пропорционально квадрату давления. Поскольку водород и содержащий его синтез-газ обычно применяют под повышенным давлением, целесообразно вырабатывать водород под максимальным возможным давлением. Отрицательное влияние давления на реакцию взаимодействия, углеводорода с водяным паром можно устранить повышением рабочего давления или увеличением отношения водяной пар: углеводород, так как оба эти фактора приводят к увеличению полноты протекания реакции. [35]
С повышением температуры до 1800 С время нагрева необходимо сократить до 0 001 сек. В этом случае можно избежать разложения ацетилена с выделением сажи, однако неминуем большой проскок непрореагировавшего метана. [36]
При пропускании газообразной смеси паров углеводорода ( 2 моль и азотной кислоты ( 1 ноль) через тонкие трубки реактора при 420 С и давлении 760 мм, рт. ст. этан, пропан и н-бутан быстро вступают в реакцию. Метан при этой температуре реагирует медленно, но при 475 С за один проход образуется 13 % нитрометана, а непрореагировавший метан вновь возвращают в процесс. Этан и высшие гомологи ведут себя аномально в том отношении, что в результате реакции образуются смеси нитропродуктов, содержащие соединения с меньшим числом атомов углерода, чем в исходном углеводороде. [37]
После окончания реакции газовую смесь охлаждают, отделяют хлористый водород, осушают и далее подвергают ректификации. При этом в основном получается метиленхлорид, а также хлористый метил, хлороформ и небольшое количество четыреххлористого углерода Хлористый метил и непрореагировавший метан добавляют к свежему метансодержащему газу, поступающему на хлорирование, а хлороформ и четыреххлористый углерод выделяют. На каждую тонну метиленхлорида получается 0 44 т хлороформа и 0 1 1 т четыреххлористого углерода. [38]
Оптимальной схемой является организация процесса производства хлорметанов сбалансированными по хлору методами. В таком процессе, включающем стадии прямого заместительного хлорирования метана и окислительного хлорирования, получаются дополнительные количества хлорметанов из хлорида водорода и непрореагировавшего метана, поступающих со стадии хлорирования. Один из первых сбалансированных по хлору процессов был предложен еще в 1943 г. Он предусматривает комбинацию методов адиабатического хлорирования метана в объеме и окислительного хлорирования. Процесс был ориентирован в основном на получение хлорметана, что объясняется адиабатическими условиями проведения реакции хлорирования в избытке метана. [40]
Целевым продуктом термоокислительного пиролиза является ацетилен. После выделения ацетилена отходящим газом служит синтез-газ, содержащий 58 - 60 % водорода, 26 - 28 % окиси углерода, а также 4 - 6 % непрореагировавшего метана. На 1 т продуцируемого ацетилена получают до 10 000 м3 синтез-газа, используемого для получения аммиака и метанола. [41]
 |
Зависимость состава про - ( 70 - 80 % СН3С1 реакцию продуктов хлорирования метана от ис - водят при 450 С в присутствии. [42] |
На промышленной установке ( рис. 94), где получают четыре хлор-производных, используют чистые метан и хлор. Хлорирование осуществляют при 450 - 500 С, после чего хлор производные, содержащие смесь СС14 и СНС13, абсорбируют, отделяют образовавшуюся хлористоводородную кислоту от хлора и непрореагировавшего метана. С), вновь хлорируют в жидкой фазе. В результате получают двойную смесь, содержащую только СС14 и СНС13, которые можно разделить ректификацией. [43]
Нагретый предварительно до 500 - 700 метан пропускается в резервуар, через который проходит трубка из платины или из покрытой платиной стали небольшого диаметра; через эту трубку подается водная ( 35 - 40 % - ная) азотная кислота, нагреваемая здесь горячим метаном. Затем пары попадают в конденсатор и отделитель ( абшайдер), где собираются жидкие продукты - нитрометан и азотная кислота, которые могут быть слиты, а газообразные продукты, главным образом непрореагировавший метан и азот, либо выпускаются на воздух, либо могут быть возвращены в процесс. [44]
Физико-химическая характеристика реакции получения ацетилена из метана. При нагревании метана и других углеводородов до очень высоких температур ( пиролиз) образуется газовая смесь, в которой содержатся водород, этилен и другие олефины, ацетилен и высшие ацетиленовые углеводороды, ароматические углеводороды и непрореагировавший метан. Многочисленность продуктов указывает, что этот процесс сложный. Он включает, очевидно, ряд реакций, протекающих как параллельно, так и последовательно. [45]
Страницы: 1 2 3 4