ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Термодинамическая вероятность химических синтезов на основе метана из "Термодинамика химических процессов" Использование метана для химических синтезов в настоящее время основано на промежуточном получении синтез-газа. Здесь мы рассмотрим другие реакции метана, по которым ведется научный поиск. [c.354] Данные при 1500 К можно рассматривать, лишь как приближенные, поскольку ошибки в определении 1д/С°роб, по которым рассчитаны %К°р приведенных реакций, значительны. При температурах до 1000 К и стандартном давлении приведенным величинам констант равновесия отвечает конверсия метана в этилен около 1 % конверсии в другие углеводороды еще ниже. [c.356] На основании термодинамического анализа можно заключить, что получение из метана ароматических или олефиновых углеводородов при невысоких температурах будет сопровождаться высоким коксообразованием и возможно с низкими конверсиями. [c.356] Получение же ацетилена из метана термодинамически эффективно при высоких температурах. При 1500 К и стандартном давлении равновесная конверсия метана в ацетилен составляет около 70%. Поэтому термодинамически возможен двухстадийный синтез олефиновых и ароматических углеводородов из метана при высоких температурах из метана получают ацетилен, при относительно низких ацетилен переводят в олефиновые или ароматические углеводороды. [c.356] Любое взаимодействие метана с кислородом [с получением СНзОН, СН2О, (СНз)20, СО, СО2 и т.д.] термодинамически возможно с практически полным израсходованием реагентов. [c.356] В обеих схемах реакции сопровождаются выделением воды часть метана будет окисляться до СО и СО2. [c.357] Прямой синтез метанола из метана без применения кислорода несомненно представляет научный и технический интерес, например, по реакции СН4-1-С02— -СНзОН + СО. Эта эндотермическая реакция (энтальпия реакции около 160 кДж) с кинетических позиций должна быть более селективной, чем реакция метана с кислородом. Однако эта эндотермическая реакция (так же как и другие реакции СН4 и С02 СН4 + С02— — -СНзСООН и т.д.) термодинамически неэффективна до 1000 К 1000 = —6,3. Столь же мала термодинамическая вероятность и другой заманчивой реакции СН4Ч-Н20— -- СНзОН-ьНг. [c.357] Лишь при 1500 К константа равновесия реакции СН4-Ь Ч-СО2— -СНзОН + СО становится ощутимой lg/ °pl5oo — 2,4. Это означает, что при стандартном давлении конверсия метана может составить 3,4%, если мольное отношение С0г СН4 в исходной смеси равно единице. Увеличение мольного отношения до 10 (или его уменьшение до 0,1) позволит повысить выход метанола в расчете на СН4 (или СО2) до приблизительно 18%. Такой синтез может представить предмет научного поиска, но нужно иметь в виду приближенность расчетов для температуры 1500 К. [c.357] Что касается реакций с галогеноводородами или сероводородом, то если эти реакции сопровождаются выделением водорода ( H4 + H2S— -СНз8Н-ьН2), они являются обратными по отношению к гидрогенолизу и рассмотрены в гл. VII. [c.358] Вернуться к основной статье