Konvertering (kemi)

Omvandling (från lat.  conversio  - transformation, förändring) - processen att bearbeta gaser för att ändra sammansättningen av den ursprungliga gasblandningen. Gasformiga kolväten ( metan och dess homologer ) och kolmonoxid (II) omvandlas vanligtvis för att producera väte eller dess blandningar med CO. Dessa blandningar används för syntes av organiska produkter och som reducerande gaser i metallurgi eller bearbetas för att producera rent väte [1] .

Omvandling av vissa ämnen

Metanomvandling

Det finns tre metoder för oxidativ omvandling av metan:

Den kvantitativa sammansättningen av den resulterande syntesgasen är annorlunda. Ammoniaksyntes kräver syntesgas med en sammansättning av kolmonoxid och väte i förhållandet 1:3, vilket säkerställer ångreformering. För syntes av metanol krävs syntesgas med en sammansättning av 1:2, vilket säkerställer partiell oxidation av metan med atmosfäriskt syre. För att få dimetyleter krävs syntesgas med sammansättningen 1:1, vilket ger koldioxidomvandling [2] .

Steam-konvertering

Inom industrin används praktiskt taget bara ångreformeringsmetoden, som ger mest väte vid utgången. Detta är ett sätt att producera väte i industriell skala. Den resulterande syntesgasen, sammansättningen av kolmonoxid och väte i förhållandet 1:3, ger ytterligare syntes av ammoniak. Ångreformeringsreaktionen kan förenklas enligt följande:

Reaktionen fortskrider på en nickelkatalysator vid hög temperatur (700–900°C). [2]


Ombyggnaden utförs i rörformade ugnar med extern uppvärmning. [ett]

Partiell oxidation av atmosfäriskt syre

Förenklat kan reaktionen av processen för partiell oxidation av metan med atmosfäriskt syre representeras enligt följande:

En teknisk process är möjlig utan katalysator, men vid förhöjd temperatur (1100–1300 °C). Den resulterande syntesgasen, sammansättningen av kolmonoxid och väte i förhållandet 1:2, används därefter för syntesen av metanol [2]

En teknisk process med en katalysator är möjlig, så den höga effektiviteten hos en nickelblockkatalysator i jämförelse med platina har bevisats . [3]

Koldioxidomvandling

På forskningsstadiet på nivå med laboratorie- och pilottester är processen för koldioxidomvandling baserad på reaktionen:

Den resulterande syntesgasen, sammansättningen av kolmonoxid och väte i förhållandet 1:1, används därefter för syntes av dimetyleter . Reaktionen fortskrider vid 700–800°C på många nickel- och platinakatalysatorer, vilket var syftet med forskningen [2] .

Kolmonoxidomvandling

Omvandlingen av kolmonoxid används främst för framställning av väte. Syntesgas erhållen genom ångreformering av metan innehåller kolmonoxid. Kolmonoxid omvandlas på en järnoxidkatalysator ( ) med olika tillsatser vid en temperatur på 400–450 °C, vid lågt eller förhöjt tryck, med ett stort överskott av vattenånga tillförd (ångomvandling av CO):

[ett]

Studier utfördes också med användning av ett tvåstegsschema för att sänka temperaturen till 250°C och förbättra katalysatorn. Så i det första steget användes en järn- kromkatalysator med hög temperatur , i det andra steget en lågtemperaturkatalysator, vars aktiva komponent är koppar [4] .

Anteckningar

  1. ↑ 1 2 3 Gasomvandling . https://www.booksite.ru _ TSB. Hämtad 6 mars 2022. Arkiverad från originalet 6 mars 2022.
  2. ↑ 1 2 3 4 O. V. Krylov. Koldioxidomvandling av metan till syngas . http://chem.msu.ru _ Hämtad 6 mars 2022. Arkiverad från originalet 17 juli 2021.
  3. ↑ Galanov S.I. et al. Partiell katalytisk oxidation av naturgas till syntesgas . https://cyberleninka.ru . Bulletin från Tomsk State University. Chemical Technologies (2012). Hämtad 6 mars 2022. Arkiverad från originalet 6 mars 2022.
  4. ^ Ångareformering av kolmonoxid . https://e-him.ru (2011). Hämtad 7 mars 2022. Arkiverad från originalet 7 mars 2022.