Частичное окисление - метан
Cтраница 2
Весьма существенное влияние на ход суммарного процесса оказывает отношение 02 / СН4, которое должно обеспечить частичное окисление метана и последующую конверсию остаточного метана без выделения углерода. Ниже определенного минимального соотношения 02 / СН4 происходит выделение углерода, что ведет к нерациональному расходованию метана. [16]
Окись углерода выделяется в качестве побочного продукта при различных технических реакциях, например при получении водорода частичным окислением метана ( ср. В очень большом количестве СО производится в технике в форме генераторного и водяного газов. [17]
Применяя катализаторы, избирательно ускоряющие промежуточные реакции, и температурный режим, соответствующий максимальной активности этих катализаторов, можно произвести частичное окисление метана до метанола или до формальдегида. Открыты газообразные и твердые катализаторы, однако выход формальдегида и метилового спирта пока еще невелик. Эти производства в крупных промышленных масштабах еще не реализованы. [18]
Хотя окисление метана в формальдегид, в частности в присутствии катализаторов, служило предметом многих исследований, тем не менее сведения о медленном или частичном окислении метана еще недостаточны. Bone и Wheelern показали, что кислород и метан в контакте с поверхностями трудноплавких веществ реагируют между 400 - 500 с образованием формальдегида ( выхода иногда, достигают 22 % от количества окисленного метана), а также окиси углерода и углекислоты. [19]
Процесс частичного окисления метана и других газообразных углеводородов природного газа кислородом экзотермичен. [20]
При этом идет частичное окисление метана с образованием водорода и окиси углерода. [21]
В последнее время в патентной литературе опубликованы многочисленные работы по промышленному внедрению высокотемпературных процессов, ведущих к образованию цианистого водорода. Большинство этих процессов основано на использовании частичного окисления метана кислородом или воздухом как источника тепла для взаимодействия основного количества метана с аммиаком. Иногда [8, 46] реакция осуществляется без катализатора, но значительно чаще применяют катализаторы, подобные используемым в процессе частичного окисления аммиака до азотной кислоты. При использовании сульфидов [36] или меркаптанов [23] выход цианистого водорода увеличивается. Температура синтеза обычно не превышает 1600 К. Предложены также двухступенчатые процессы [12, 38], основанные на получении окиси азота частичным окислением аммиака, с последующим взаимодействием ее с углеводородами, ведущим к образованию цианистого водорода. [22]
Объясняя химизм процесса газификации жидкого топлива и сравнивая его с механизмом частичного окисления газообразного топлива, авторы работ [3, 4, 7] считают, что процесс протекает в две стадии. В первой происходит полное сгорание углеводородов, причем на горение расходуется весь введенный кислород. Во второй стадии происходит конверсия остальных углеводородов с паром и двуокисью углерода. В работе [10] предложен механизм частичного окисления метана в факеле с учетом образования ацетилена в качестве промежуточного продукта. [24]
Природный газ, поступающий на установку под давлением 7 - 13 атм, дожимается в компрессоре до 28 атм и через нагреватель, в котором температура газа повышается до 535 С, направляется в конвертор метана. Сюда же подается 98 % - ный кислород, вырабатываемый агрегатом разделения воздуха. Кислород также проходит предварительный нагрев. Смешение природного газа и кислорода происходит в горелках специальной конструкции. В конверторе осуществляется пламенная реакция частичного окисления метана с получением в качестве продуктов реакции Н2 СО. [25]
Таким же относительно давно разрабатываемым направлением является получение метанола путем неполного окисления метана. Основная причина заключается в том, что достигаемая степень превращения метана в метанол относительно невелика. Одновременно с метанолом получается ряд побочных продуктов ( формальдегид и другие альдегиды, органические кислоты и др.), отделить которые от метанола весьма сложно. Кроме того, в процессе неполного окисления на предложенных образцах катализатора происходит частичное окисление метана до окиси углерода и водорода, что затрудняет осуществление циклического процесса. Однако создать короткую схему производства метанола путем неполного окисления метана заманчиво и перспективно. [26]
Страницы: 1 2