Повна версія

Головна arrow Товарознавство arrow Теорія горіння та вибуху

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   ЗМІСТ   >>

Реакції метану та водяного газу

Освіта метану

Метан утворюється в результаті розкладання органічних сполук. Крім того, утворення метану може відбуватися (в низькотемпературних зонах полум'я) в результаті взаємодії водню з СО, СO2, а також безпосередньо з вуглецем. У водяному газі (суміш СО, СO2, Н2 і Н2O), а також при сухій перегонці і коксуванні вугілля концентрація метану при невисоких температурах може досягати декількох відсотків. Підвищення тиску і зниження температури сприяють утворенню метану.

Дегидрирование метану

Внаслідок протікання процесів дегідрування метан в полум'ї перетворюється на водень, етилен, ацетилен і зародки (ядра) вуглецевих частинок за наступною схемою:

Конверсія метану парами води

А. Г. Лейбуш і М. А. Людковська, вивчаючи кінетику реакції взаємодії метану з водяною парою без застосування каталізаторів в інтервалі температур 700-1050 ° С, встановили залежність константи швидкості сумарного процесу від температури (у хв-1):

(1.88)

У присутності нікелевого каталізатора ця залежність описується рівнянням (в с-1):

(1.89)

В. С. Альтшулер і Г. А. Шафір виконали досліди по дослідженню реакції взаємодії метану з водяною парою при 800-1200 ° С і тисках до 4 МПа без застосування каталізатора. Встановлено, що при температурі 1100- 1200 ° С і тиску 2 МПа відбувається значна конверсія метану на нейтральній насадці. З підвищенням тиску ступінь перетворення метану зростає. Досліджувана реакція має перший порядок по відношенню до метану. Механізм низькотемпературної конверсії метану досліджений в роботі Н. В. Лаврова та І. Г. Петренко [1]. Згідно з їх уявленнями, основна ланцюг взаємодії метану з парами води протікає за наступною схемою:[1]

Сумарна реакція:

Конверсія метану діоксидом вуглецю

В. С. Альтшулер і Г. А. Шафір [2] вивчили кінетику процесу конверсії метану діоксидом вуглецю при нормальному атмосферному і підвищеному тисках без каталізаторів при температурі до 1100 ° С. Експериментальні дані показують, що ступінь конверсії метану при різних температурах і тисках практично не залежить від складу газу. Мабуть, дана реакція протікає по першому порядку, і залежність швидкості реакції від концентрації метану має лінійний характер. При одній і тій же температурі зі збільшенням тиску швидкість реакції і ступінь конверсії метану зростають, причому залежність між ними описується майже прямою лінією. Енергія активації при всіх тисках дорівнює приблизно 64,8 кДж / моль.

Дослідження механізму реакції конверсії метану діоксидом вуглецю було виконано І. Г. Петренко [3]. У результаті отримані кінетичні характеристики на різних каталізаторах при температурі 750-1100 ° С і при зміні початкового тиску від 13,3 до 80 кПа. Результати дослідів дозволили автору запропонувати наближену схему механізму реакції:[3]

Сумарна реакція:

Зіставлення результатів реагування метану з водяною парою і діоксидом вуглецю показує, що при одних і тих же умовах швидкість конверсії метану діоксидом вуглецю більше швидкості конверсії метану водяною парою.

  • [1] Лавров II. В., Петренко І. Г. Механізм реакцій конверсії метану парами води // Доповіді АН СРСР. 1964. Т. 157. С. 1410 1 420.
  • [2] Альтшулер В. С., Шафір Г. А. Дослідження кінетики процесу конверсії метану двоокисом вуглецю і розробка схеми отримання технологічних газів з природного газу при атмосферному і підвищеному тиску без каталізаторів // Звіт ІГІ АН СРСР. М., 1962. С. 56.
  • [3] Петренко І. Г. Дослідження механізму реакцій конверсії метану двоокисом вуглецю // Звіт ІГІ АН СРСР. М., 1959-1960. С. 68.
 
<<   ЗМІСТ   >>