Konvertering (kemi)

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] .

Omdannelse af nogle stoffer

Methankonvertering

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 konvertering

I 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 oxygen

Forenklet 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 omdannelse

På 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] .

Kulilte omdannelse

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] .

Noter

  1. ↑ 1 2 3 Gaskonvertering . https://www.booksite.ru _ TSB. Hentet 6. marts 2022. Arkiveret fra originalen 6. marts 2022.
  2. ↑ 1 2 3 4 O. V. Krylov. Kuldioxid-omdannelse af metan til syngas . http://chem.msu.ru _ Hentet 6. marts 2022. Arkiveret fra originalen 17. juli 2021.
  3. Galanov S.I. et al. Delvis katalytisk oxidation af naturgas til syntesegas . https://cyberleninka.ru . Bulletin fra Tomsk State University. Kemiske teknologier (2012). Hentet 6. marts 2022. Arkiveret fra originalen 6. marts 2022.
  4. ^ Dampreformering af kulilte . https://e-him.ru (2011). Hentet 7. marts 2022. Arkiveret fra originalen 7. marts 2022.