- •22 Обессоливание, обеззараживание, удаление газов.
- •34. Нефть: характеристика, подготовка к переработке, разгонка нефти.
- •35. Сущность термического крекинга нефти. Схема.
- •36. Химико-термическиеметоды переработки нефти (кроме крекинга).
- •37. Переработка горючих газов.
- •38 Получение синтез-газа и его использование.
- •39. Получение ацетилена и его использование. Синтез ацетальальдегида.
- •42. Производство этанола. Технологичемкие схемы по двум способам.
- •30. Производство концентрированной азотной кислоты. Схемы.
38 Получение синтез-газа и его использование.
Синтез-газ, содержащий СО и Н2 в соотношениях от 1:3 до 3:1, получают путем окисления метана природного газа, конверсией с водяным паром в процессе газификации твердого топлива, причем предпочтительнее бурый уголь, торф, древесина. Трудность в получении связана с необходимостью создания оптимального температурного режима. Реакции обратимы, сдвиг равновесия вправо при t =750-850. Необходимо подбирать катализатор – оксид алюминия, с добавлением никеля хрома и магния и регулировать давление.
Из синтез-Газа, варьируя параметрами и применяя селективные катализаторы можно получить до 30 классов органических соединений: углеводороды, спирты, кислоты и др.
углеводороды: первоначально на кобальтовом катализаторе получают цепочку малой длины, процесс идет при t =120 и давлении 1-3 МПа.
СО + Н2 → -(СН2)п- + Н2О +Q
Аналогично на железном катализаторе при соотношении 2:1
2СО + Н2 → -(СН2)п- + СО2 +Q при t= 300-400 и давлении 10-30 МПа
Н а следующем этапе происходит расщепление образовавшихся структур, циклизация с одновременным дегидрированием или образованием непредельных углеводородов.
-(СН2)п-: СН4
СпН2п
Побочная реакция при высокой температуре образование сажи или кокса
2СО → СО2 + С – дезактивация катализатора.
Выход продуктов зависит от соотношения СО и водорода, давления (атмосферное – жидкие продукты).
При соотношении 1:1 выход непредельных 60%, при 1:2 – 35%, при 1:3 – 12%. Это направление имеет перспективу в связи с созданием новых высокоселективных и активных катализаторов, позволяющих синтезировать углеводороду любого строения.
2 кислородсодержащие соединения.
Спирты получают при t = 160-180, катализатор – плавленое железо, с одновременным подщелачиванием. Молекулярная масса варьирует в больших пределах, начиная с метанола до спирта с 20 атомов углерода.
пСО + 2пН2 → СпН2п+1ОН + (п-1)Н2О
Высшие спирты получают при другом соотношении.
(2п-1)СО + (п+1)Н2 → СпН2п+1ОН + СО2
Альдегиды и кетоны (оксосинтез). Проводят с добавкой к реакционной смеси непредельных углеводородов, тем самым регулируют длину цепи продукта.
RCH=CH2 + CO + H2 → R(n-1)CH-C-CH3
║
O
RCH2-CH2-COH
Давление 20 МПа и t = 150, кобальтовый катализатор.
Карбоновые кислоты. Проводят в присутствии иода и минеральных кислот – гидрокарбоксилирование. Давление 7-22 МПа, t = 180. Длину цепи кислот регулируют за счет алифинов. . RCH=CH2 + CO + H2 → RCH2-CH2-COОH
Можно получить кислоты различного строения. Продукты, синтезирующие из синтез-газа, служат сырьем для получения других видов.
СН3ОН + СО → СН3СООН
В целом за синтезом большое будущее.