Conversión (química)
Conversión (del lat. conversio - transformación, cambio) - el proceso de procesamiento de gases para cambiar la composición de la mezcla de gases inicial. Los hidrocarburos gaseosos ( metano y sus homólogos ) y el monóxido de carbono (II) suelen convertirse para producir hidrógeno o sus mezclas con CO. Estas mezclas se utilizan para la síntesis de productos orgánicos y como gases reductores en la metalurgia o se procesan para producir hidrógeno puro [1] .
Conversión de algunas sustancias
Conversión de metano
Hay tres métodos para la conversión oxidativa del metano:
- oxidación parcial del metano por el oxígeno atmosférico
- conversión de dióxido de carbono.
La composición cuantitativa del gas de síntesis resultante es diferente. La síntesis de amoníaco requiere gas de síntesis con una composición de monóxido de carbono e hidrógeno en una proporción de 1:3, lo que asegura el reformado con vapor. Para la síntesis de metanol se requiere gas de síntesis con una composición de 1:2, lo que asegura la oxidación parcial del metano con el oxígeno atmosférico. Para obtener dimetil éter , se requiere gas de síntesis con una composición de 1:1, que proporciona conversión de dióxido de carbono [2] .
Conversión de vaporEn la industria se utiliza prácticamente sólo el método de reformado con vapor, que es el que más hidrógeno da a la salida. Esta es una forma de producir hidrógeno a escala industrial. El gas de síntesis resultante, la composición de monóxido de carbono e hidrógeno en una proporción de 1:3, proporciona una mayor síntesis de amoníaco. La reacción de reformado con vapor se puede simplificar de la siguiente manera:
La reacción se desarrolla en un catalizador de níquel a alta temperatura (700–900°C). [2]
La conversión se realiza en hornos tubulares con calentamiento externo. [una]
Oxidación parcial por oxígeno atmosféricoDe manera simplificada, la reacción del proceso de oxidación parcial del metano con el oxígeno atmosférico se puede representar de la siguiente manera:
Un proceso tecnológico es posible sin catalizador, pero a una temperatura elevada (1100–1300 °C). El gas de síntesis resultante, la composición de monóxido de carbono e hidrógeno en una proporción de 1:2, se utiliza posteriormente para la síntesis de metanol [2]
Es posible un proceso tecnológico con catalizador, por lo que se ha demostrado la alta eficiencia de un catalizador en bloque de níquel en comparación con el platino . [3]
Conversión de dióxido de carbonoEn la etapa de investigación a nivel de laboratorio y pruebas piloto se encuentra el proceso de conversión de dióxido de carbono basado en la reacción:
El gas de síntesis resultante, la composición de monóxido de carbono e hidrógeno en una proporción de 1:1, se utiliza posteriormente para la síntesis de dimetil éter . La reacción transcurre a 700–800 °C en muchos catalizadores de níquel y platino, que era el objetivo de la investigación [2] .
Conversión de monóxido de carbono
La conversión de monóxido de carbono se utiliza principalmente para la producción de hidrógeno. El gas de síntesis obtenido por reformado con vapor de metano contiene monóxido de carbono. El monóxido de carbono se convierte en un catalizador de óxido de hierro ( ) con varios aditivos a una temperatura de 400–450 °C, a presión baja o elevada, con un gran exceso de vapor de agua suministrado (conversión de vapor de CO):
[una]
También se realizaron estudios utilizando un esquema de dos etapas para reducir la temperatura a 250°C y mejorar el catalizador. Así, en la primera etapa se utilizó un catalizador de cromo -hierro de alta temperatura , en la segunda etapa un catalizador de baja temperatura, cuyo componente activo es el cobre [4] .
Notas
- ↑ 1 2 3 Conversión de gas . https://www.booksite.ru _ TSB. Consultado el 6 de marzo de 2022. Archivado desde el original el 6 de marzo de 2022.
- ↑ 1 2 3 4 O. V. Krylov. Conversión de dióxido de carbono de metano a gas de síntesis . http ://chem.msu.ru_ Consultado el 6 de marzo de 2022. Archivado desde el original el 17 de julio de 2021.
- ↑ Galanov SI et al. Oxidación catalítica parcial de gas natural a gas de síntesis . https://cyberleninka.ru . Boletín de la Universidad Estatal de Tomsk. Tecnologías Químicas (2012). Consultado el 6 de marzo de 2022. Archivado desde el original el 6 de marzo de 2022.
- ^ Reformado con vapor de monóxido de carbono . https://e-him.ru (2011). Consultado el 7 de marzo de 2022. Archivado desde el original el 7 de marzo de 2022.