Konvertering (fra lat. conversio - transformation, forandring) - processen med at behandle gasser for at ændre sammensætningen af den oprindelige gasblanding. Gasformige carbonhydrider ( metan og dets homologer ) og carbonmonoxid (II) omdannes normalt til at producere brint eller dets blandinger med CO. Disse blandinger bruges til syntese af organiske produkter og som reducerende gasser i metallurgi eller bearbejdes til at producere rent brint [1] .
Der er tre metoder til oxidativ omdannelse af metan:
Den kvantitative sammensætning af den resulterende syntesegas er anderledes. Ammoniaksyntese kræver syntesegas med en sammensætning af kulilte og brint i forholdet 1:3, hvilket sikrer dampreformering. Til syntese af methanol kræves syntesegas med en sammensætning på 1:2, som sikrer delvis oxidation af metan med atmosfærisk oxygen. For at opnå dimethylether kræves syntesegas med en sammensætning på 1:1, som giver kuldioxidomdannelse [2] .
Steam konverteringI industrien anvendes praktisk talt kun dampreformeringsmetoden, som giver mest brint ved udgangen. Dette er en måde at producere brint på i industriel skala. Den resulterende syntesegas, sammensætningen af carbonmonoxid og brint i et forhold på 1:3, giver yderligere syntese af ammoniak. Dampreformeringsreaktionen kan forenkles som følger:
Reaktionen forløber på en nikkelkatalysator ved høj temperatur (700-900°C). [2]
Ombygningen udføres i rørformede ovne med ekstern opvarmning. [en]
Delvis oxidation af atmosfærisk oxygenForenklet kan reaktionen af processen med delvis oxidation af metan med atmosfærisk oxygen repræsenteres som følger:
En teknologisk proces er mulig uden en katalysator, men ved en forhøjet temperatur (1100-1300 °C). Den resulterende syntesegas, sammensætningen af carbonmonoxid og brint i forholdet 1:2, bruges efterfølgende til syntesen af methanol [2]
En teknologisk proces med en katalysator er mulig, så den høje effektivitet af en nikkelblokkatalysator i sammenligning med platin er blevet bevist . [3]
Kuldioxid omdannelsePå forskningsstadiet på niveau med laboratorie- og pilotforsøg er processen med kuldioxidomdannelse baseret på reaktionen:
Den resulterende syntesegas, sammensætningen af carbonmonoxid og brint i forholdet 1:1, bruges efterfølgende til syntese af dimethylether . Reaktionen forløber ved 700-800°C på mange nikkel- og platinkatalysatorer, hvilket var formålet med forskningen [2] .
Omdannelsen af kulilte bruges hovedsageligt til fremstilling af brint. Syntesegas opnået ved dampreformering af metan indeholder kulilte. Kulilte omdannes på en jernoxidkatalysator ( ) med forskellige tilsætningsstoffer ved en temperatur på 400–450 °C, ved lavt eller forhøjet tryk, med et stort overskud af vanddamp tilført (dampomdannelse af CO):
[en]Undersøgelser blev også udført under anvendelse af et to-trinsskema for at reducere temperaturen til 250°C og forbedre katalysatoren. Så i det første trin blev der brugt en højtemperaturjern- chromkatalysator , i det andet trin en lavtemperaturkatalysator, hvis aktive komponent er kobber [4] .