Гомогенное окисление - метан
Cтраница 1
Гомогенное окисление метана водяным паром или двуокисью углерода является в высшей степени эндотермической и относительно медленной реакцией. Скорость ее хорошо измерима при температуре около 1000 С, когда со значительной скоростью происходит также термическое разложение метана. Действительно, один из экспериментаторов [6] утверждает, что при температуре около 1000 С пар и метан непосредственно ые вступают в рзакцию друг с другом, а в реакции участвуют более реакционно-способные продукты термического разложения метана, которые и образуют окись углерода и водород. Последние могут реагировать с водяным паром, образуя спирты, которые затем разлагаются с образованием окиси углерода, метана и водорода. Все это носит лишь предположительный характер, так как нет данных, подтверждающих этот механизм. Реакция метана с двуокисью углерода является, по-видимому, еще более сложной, чем с водяным паром. [1]
Этот каталитический яд снижает скорость гомогенного окисления метана выше верхнего предела воспламенения и снижает предел воспламенения его кислородных смесей. Такое своеобразное поведение сероводорода в количествах - 1 % можно объяснить только отравлением поверхности стенок: при повышенных давлениях ( 500 - 600 мм) это приводит к падению способности их зарождать гомогенные стадии, а при низких давлениях ( 10 - 20 мм) - к снижению способности обрывать цепи, что позволяет снижать нижний предел, лимитируемый, как известно, обрывом цепей на стенках. [2]
В настоящее время формальдегид получают каталитической конверсией метилового спирта, гетерогенным или гомогенным окислением метана и его ближайших гомологов ( пропана и бутана), неполным окислением диметилового эфира. [3]
При производстве метанола синтез-методом затраты составляют более 40 % по сравнению с гомогенным окислением метана в метанол. Значительная часть этих затрат приходится на оплату стоимости потребляемой электроэнергии при получении синтез-газа ( СО Н2) при высокой температуре ( 1000 - 1200 К) и давлении 5 - 10 МПа. Потребитель электроэнергии является косвенным участником загрязнения окружающей среды, поэтому снижение энергоемкости производства является одной из важнейших задач по сохранению природы. [4]
Таким образом, при наличии в реакционной среде катализатора и инициатора оказывается возможным провести гомогенное окисление метана при более низких температурах с большим выходом полезных продуктов. [5]
При проведении процесса в отсутствие катализаторов скорость реакции между метаном и водяным паром незначительна. Поэтому для осуществления гомогенного окисления метана водяным паром в практических условиях необходимо повышение температуры до 1300 - 1400 С. [6]
В качестве критерия выбрано отношение формальдегида - продукта мягкого окисления - к окиси углерода. Оказалось, что при гомогенном окислении метана НСНО: СО 0 7; такая же величина получена при окислении на силвкагеле. Сравнение окисления формальдегида на силикагеле и в пустом объеме показало, что в присутствии силикагеля доля гетерогенной стадии очень мала, поэтому можно заключить, что реакция о бравоваиия СО из формальдегида протекает гомогенно. На окиси алюминия доля гетерогенной стадии при окислении формальдегида увеличивается и возрастает отношение СО: СО2 по сравнению с окислением метана гомогенно и на силииагеле. На окиси алюминия формальдегид в продуктах окисления метана не обнаружен, так как он полностью окисляется уже на поверхности. [7]
 |
Адиабаты экзотермической реакции в фильтрующем слое однополочного контактного аппарата. [8] |
В производстве применяется главным образом гетерогенный катализ на твердых катализаторах, например окисление сернистого ангидрида, аммиака, метанола и метана. Гомогенный катализ используется много реже, например в процессе гомогенного окисления метана или поликонденсации фенола с формальдегидом, которая начинается в гомогенной системе. [9]
Отсюда следует, что без зарождения на стенках сосуда гомогенное окисление метана невозможно: зарождение осуществляется на нагретых стенках реактора. Без зарождения реакция начинается только при 1200 за счет разогрева горючей смеси при адиабатическом сжатии. [10]
Страницы: 1