* Данный текст распознан в автоматическом режиме, поэтому может содержать ошибки

675 3 КОНВЕРСИЯ ГАЗОВ 67G тать продуктом термич. диссоциации С а С 0 . В зави­ симости от ч и с л а К . р а з л и ч а ю т : однокомпонентные системы, д в у х к о м п о н е н т н ы е , и л и двойные системы, т р е х к о м п о н е н т н ы е , и л и тройные системы, и т. д . Системы с ч и с л о м К . более т р е х н а з . многокомпонент­ ными системами. Лит.: К а б л у к о в И. А., Правило фаз в применении к насыщенным растворам солей, Л . , 1933; А н о с о в В. Я. и П о г о д и н С. А . , Основные начала физико-химического анализа, М.—Л., 1947; Терминология физико-химического анализа, ч. 1, М., 1951. К О Н В Е Р С И Я Г А З О В — п р о ц е с с п е р е р а б о т к и га­ з о в с ц е л ь ю и з м е н е н и я состава и с х о д н о й г а з о в о й смеси. Конвертируют обычно газообразные углеводороды (метан и его гомологи) и о к и с ь у г л е р о д а , с ц е л ь ю п о л у ­ ч е н и я в о д о р о д а и л и его смесей с окисью у г л е р о д а . Эти смеси и с п о л ь з у ю т с я д л я с и н т е з а о р г а н и ч . п р о ­ дуктов и в качестве газов-восстановителей в метал­ лургии или подвергаются дальнейшей переработке д л я п о л у ч е н и я чистого водорода. К о н в е р с и я г а з о о б р а з н ы х угле­ в о д о р о д о в . Н а и б о л е е э к о н о м и ч н ы м сырьем д л я к о н в е р с и и я в л я е т с я метан ( п р и р о д н ы й г а з ) . К о н в е р ­ сию п р о в о д я т с п р и м е н е н и е м р а з л и ч н ы х о к и с л и т е л е й . В ы б о р п о с л е д н и х и и х в о з м о ж н ы е с о ч е т а н и я опреде­ л я ю т с я н а з н а ч е н и е м процесса и т е х н и к о - э к о н о м и ч . соображениями. В качестве окислителей используют к и с л о р о д , в о д я н о й п а р , д в у о к и с ь у г л е р о д а и и х смеси. В о з м о ж н о т а к ж е и с п о л ь з о в а н и е д л я этой ц е л и о к и с ­ лов металлов. К о н в е р с и я метана р а з л и ч н ы м и о к и с л и т е л я м и м о ж е т быть о п и с а н а с л е д у ю щ и м и у р а в н е н и я м и : С Н + Н О ^ С О - г - З Н 2 - 4 9 , 3 ккал CH -j-C02^=±2C04-2H —59,1 ккал СН +0,5О *=?СО+2Н -т-8,5 ккал С О + Н О т = ± С 0 2 + Н - г - 9 , 8 ккал 4 2 4 2 4 2 2 2 2 создается скорость потока, значительно превышаю­ щ а я скорость распространения пламени (линейная скорость смешанных газов на выходе и з с м е с и т е л я ^ Ю С м / с е т ) . П р и м е р н ы й состав с у х о г о г а ­ з а , получаемого после к о н в е р ­ сии м е т а н а п а р о к и с л о р о д н о й смесью, с л е д у ю щ и й : 9% СОо, 22% СО, 6 7 % Н , 1 % С Н , 1 % N " . Р а с х о д р е а г е н т о в н а 1000 нм к о н в е р т и р о в а н н о г о г а з а : 322н.м п р и р о д н о г о г а з а ; 163 HM к и с ­ л о р о д а ( 9 5 % - н о г о ) ; 217 кг в о ­ д я н о г о п а р а . П о л у ч а е т все большее п р и з н а н и е метод в ы ­ сокотемпературной некаталити­ ческой к и с л о р о д н о й к о н в е р с и и углеводородов. Термодинамич. анализом установлено, что при 1450° и д а в л е н и я х до 30—35 ат - *• Схема шахтной ппоипхпттит ттпактичйгктт п о лп по каталитич. конпроисходит практически и и метана с кислоное о к и с л е н и е метана и д р у г и х родом: i — ввод кисло2 4 2 3 3 Z Р и с п е ч и в е р С д л я у г л е в о д о р о д о в с п о л у ч е н и е м СО и Н т р и отг^тгттшигтюботтного и и п ™ отсутствии свооодного 2 П рода; II — ввод парогазоной смеси; III — выход р ду реакции; IV— 0 К т О В (1) (2) (3) (4) Р е а к ц и и о к и с л е н и я г о м о л о г о в м е т а н а идут а н а л о ­ гичным образом. Изучением термодинамич. равнове­ с и я р е а к ц и й (1) и (2) у с т а н о в л е н о , что, п р и п р о ч и х р а в н ы х у с л о в и я х , степень к о н в е р с и и м е т а н а у в е л и ч и ­ в а е т с я с р о с т о м темп-ры и о т н о ш е н и я Н 0 / С Н и л и С 0 / С Н в и с х о д н о й г а з о в о й смеси. И з м е н е н и е дав­ л е н и я п р а к т и ч е с к и н е в л и я е т н а состав п о л у ч а е м о г о г а з а п р и т е м п - р а х выше 900° и с о о т н о ш е н и и Н 0 / С Н и л и С 0 / С Н б о л ь ш е 5. С к о р о с т ь р е а к ц и й (1) и (2) очень м а л а , п о э т о м у д л я д о с т и ж е н и я $ Вода полной конверсии метана требуются вы­ с о к и е темп-ры и л и п р и м е н е н и е к а т а л и з а ­ торов. Наилучшим катализатором являет­ ^ПГазовая смесь ся никель, активированный добавками после окислов алюминия, магния, хрома и др. реакции Каталитич. конверсия метана с водя­ ным паром производится в трубчатых а п п а р а т а х с в н е ш н и м обогревом т р у б о к с к а т а л и з а т о р о м . П р и м е р н ы й состав по­ лучаемого конвертированного газа: 8 % С О , 15% С О , 75% Н , 1,5% С Н , 0,5% N . Т е м п - р а р е а к ц и о н н о г о с л о я 700— 800°, м о л я р н о е о т н о ш е н и е Н 0 / С Н в д у т ь е в о й смеси 2 : 1 , о б ъ е м н а я с к о р о с т ь по метану 300—500 объемов в час н а Рис. 2. Схема одноступенчатой конверсии окиси углерода: 2 — сатуратор; 1 объем к а т а л и з а т о р а . 2 — газодувка; 3 — водогазосмеситель; 4 — теплообменники; 5 — отводной В СССР р а з р а б о т а н и п о л у ч и л про­ трубопровод; б — конвертор; 7 — пусковой подогреватель; 8 — водонагревам ы ш л е н н о е р а з в и т и е автотермич. п р о ­ тельная башня; 9 — холодильник; 10 — циркуляционные насосы. цесс к а т а л и т и ч е с к о й к о н в е р с и и м е т а н а смесью в о д я н о г о п а р а и к и с л о р о д а в а п п а р а т а х ш а х т ­ р а м и о к а з а л и с ь ж е л е з о - о к и с н ы е с р а з л и ч н ы м и до­ н о г о т и п а ( р и с . 1). Смесь метана с в о д я н ы м п а р о м б а в к а м и Сг, Pb, M g , Си и д р . м е т а л л о в . В п р о м ы ш ­ п о д о г р е в а ю т в т е п л о о б м е н н и к е до 500—600° и н а п р а в ­ ленности процесс ведут п р и 425—450° и соотношении л я ю т в смеситель, к у д а д о б а в л я ю т чистый к и с л о р о д пар: газ =: 3:1. ( п о л у ч е н и е безазотистого газа) и л и воздух, обогащен­ Схема одноступенчатой к о н в е р с и и о к и с и у г л е р о д а н ы й к и с л о р о д о м ( п о л у ч е н и е г а з а д л я синтеза а м м и а к а ) . д а н а н а р и с . 2. Б е с с а ж е в ы й р е ж и м процесса д о с т и г а е т с я п е р е м е ш и ­ Лит.: Л е й б у ш А. Г., Химическая наука и пром-сть, в а н и е м р е а г е н т о в без в о с п л а м е н е н и я смеси, д л я чего 1956, 1, № 6; А л ь т ш у л е р В. С , Ш а ф и р Г. А . , 2 2 2 4 2 4 2 4 2 4 од01 а а 4 2 2 4 у г л е р о д а в п р о д у к т а х р е а к ц и и . ввод газов для разогрева П р е и м у щ е с т в о метода — отсут­ печи; У — ввод инерт­ ствие к а т а л и з а т о р а и н е с л о ж ­ ного газа—(азота); 1 — печь; 2 смеситель. ное а п п а р а т у р н о е оформление процесса п р и высоком д а в л е н и и . Н е д о с т а т о к метода— п о в ы ш е н н ы й у д . р а с х о д к и с л о р о д а (250—300 ж н а 1000 нм к о н в е р т и р о в а н н о г о с у х о г о г а з а ) . П р и м е р н ы й состав с у х о г о г а з а , п о л у ч а е м о г о п р и высокотемпера­ т у р н о й н е к а т а л и т и ч . к о н в е р с и и м е т а н а : 3—4,5% С 0 , 36—38% С О , 57—59% Н , 0,2—0,4% С Н , 2,0% N . К о н в е р с и я о к и с и у г л е р о д а основана н а р е а к ц и и (4), к - р а я ш и р о к о п р и м е н я е т с я п р и произ-ве водорода. С п о н и ж е н и е м темп-ры р е а к ц и я идет в с т о р о н у о б р а з о в а н и я Н и С 0 , т. е. степень п р е в р а ­ щ е н и я СО возрастает. Т . к . п р и с н и ж е н и и темп-ры скорость р е а к ц и и у м е н ь ш а е т с я , процесс к о н в е р с и и обычно п р о в о д я т с у ч а с т и е м к а т а л и з а т о р о в . Опти­ м а л ь н а я темп-ра процесса в ы б и р а е т с я в зависимо­ сти от т и п а и а к т и в н о с т и к а т а л и з а т о р а , необходимой степени к о н в е р с и и С О , д а в л е н и я процесса и э к о н о м и я , соображений. Наиболее эффективными катализато3 3 2 2 4 2