ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Оптимальные условия реакции метана с водяным паром из "Общая химическая технология Издание 2" Приводим количественные данные о равновесии (рис. 65-67). [c.239] ВОДЯНОГО пара (по сравнению со стехиометрическим количеством) равновесие практически полностью смещено в сторону образования СО и Нг. [c.240] При давлениях выше атмосферного и указанных прочих условиях нельзя получить газ с незначительным содержанием метана. Например, при 2 МПа в равновесной газовой смеси содержится около 10% метана (это количество мало снижается даже при очень большом избытке водяного пара). [c.240] На азотных заводах при проведении этой реакции стремятся, чтобы в полученной газовой смеси содержалось как можно меньше метана, иными словами, чтобы степень превращения метана была наибольшей. Основным критерием оптимальности в данном случае является низкая концентрация метана в образующейся газовой смеси. [c.241] Из физико-химических данных следует, что эта реакция II класса (стр. 119), гетерогеннокаталитическая. Ее следует проводить в условиях, при которых равновесие практически полностью смещено в сторону образования продуктов реакции и устанавливается достаточно быстро. Такие результаты достигаются при участии никелевого катализатора при атмосферном давлении, 800°С и двойном избытке (по сравнению со стехиометрическим количеством) водяного пара. Именно при этих условиях процесс и был впервые реализован в промышленности в 1930 г. [c.242] Природный газ поступает на завод по Д повышенным давлением. Синтез аммиака и метанола также проводят под высоким давлением. [c.243] С укрупнением мощности аппаратуры уменьшаются удельные капиталовложения, повышается производительность труда и снижаются эксплуатационные расходы, поэтому реакторы для переработки метана должны быть макоимально укрупнены. Реакторы большой единичной мощности целесообразно изготавливать такими, чтобы в них можно было проводить процесс при повышенном давлении. [c.243] Вспомните еще одну, очень важную закономерность управления химическими реакциями в производстве — возможно более полное использование тепла, которое уносят горячие продукты реакции, топочные газы и т. д. Вы уже встречались со случаями применения повышенного давления с целью эффективной утилизации тепла газов и водяного пэра. [c.243] Процесс целесообразно проводить при том давлении, при котором природный газ поступает на завод снижается расход энергии на последующее сжатие газовой смеси, уменьшаются объемы всей аппаратуры, полнее утилизируется тепло, облегчается конструирование аппаратов укрупненной мощности. [c.243] В образующейся газовой смеси превышает установленный предел. [c.244] Чтобы снизить концентрацию метана до заданной, нужно заканчивать процесс при 900—950 °С. Поддерживать такую температуру в трубах из жаропрочной стали при давлении, например, 2 МПа нельзя — необходим аппарат другой конструкции. Такой реактор представляет собой футерованную огнеупорными материалами бащ-ню, заполненную катализатором (рис. 69). Сюда поступают паро-газовая смесь из трубчатых реакторов и воздух для сжигания части метана с целью повышения температуры. [c.244] На основе физико-химических данных пришли к заключению, что можно проводить неполное оюислеяие метана достаточно быстро и без катализаторов, но при очень высокой температуре — примерно 1400 °С. [c.245] Отпадает необходимость в тщательной очистке газа, которая стоит дорого можно применять различные виды сырья (не только природный газ, но и другие горючие газы и жидкое топливо, вплоть до мазута) проще конструкция реактора. Прн 3 МПа, 1400 °С и небольшом избытке кислорода получается газовая смесь, содержащая только 0,4% метана. [c.245] Вернуться к основной статье