Окисление метана, неполное

Метан. При неполном окислении метана в условиях низких те шератур могут протекать следующие основные реакции [c.83]

Метан — углеводород, наиболее прочный и устойчивый к химическим воздействиям. При каталитическом окислении и неполном сгорании образует смесь метанола, формальдегида и др. При взаимодействии с серой при 780—980 К образует сероуглерод СЗг (в присутствии катализаторов) [40]. [c.20]

Метод каталитического обезвреживания газообразных отходов заключается в проведении окислительно-восстановительных процессов при температуре 75—500°С на поверхности катализаторов. В качестве носителей металлов, используемых как катализаторы (платина, палладий, осмий, медь, никель, кобальт, цинк, хром, ванадий, марганец), применяются асбест, керамика, силикагель, пемза, оксид алюминия и др. На эффективность процесса оказывает влияние начальная концентрация обезвреживаемого соединения, степень запыленности газов, температура, время контакта и качество катализатора. Наиболее целесообразное использование метода— при обезвреживании газов с концентрацией соединений не более 10—50 г/м . На низкотемпературных катализаторах при избытке кислорода и температуре 200—300°С окисление ряда низко-кипящих органических соединений (метан, этан, пропилен, этилен, ацетилен, бутан и др.) протекает нацело до СО2, N2 и Н2О. В то же время обезвреживание высококипящих или высокомолекулярных органических соединений данным методом осуществить невозможно из-за неполного окисления и забивки этими соединениями поверхности катализатора. Так же невозможно применение катализаторов для обезвреживания элементорганических соединений из-за отравления катализатора НС1, НР, 502 и др. Метод используется для очистки газов от N0 -f N02 с применением в качестве восстановителей метана, водорода, аммиака, угарного газа. Срок службы катализаторов 1—3 года. Несмотря на большие преимущества перед другими способами очистки газов метод каталитического обезвреживания имеет ограниченное применение [5.52, 5 54 5.62] [c.500]

Экспериментальные работы показывают, что в интервале температур 550—700° при некаталитическом окислении метана под атмосферным давлением получается формальдегид [106]. Однако степень превращения метана при этом незначительна (5—8%), а выход формальдегида на прореагировавший метан составляет всего около 18%. Увеличение давления до 100 ат снижает температуру неполного окисления метана до 350—400°. В результате окисления метана кислородом при 360° и 100 ат и отношении метан кислород 9 1 образуются продукты, содержание 70% метанола и 0,6% формальдегида. Остальной кислород переходит в воду, СО и СОа [107]. В связи с малой степенью превращения и небольшими выходами целевых продуктов процессы некаталитического неполного окисления метана в промышленности не применяются. [c.83]

Использование того или иного вида сырья для получения метанола определяется рядом факторов и прежде всего его запасами и себестоимостью в выбранной точке строительства предприятия. Большинство крупных производств метанола базируются на использовании природного газа. Для получения технологического газа природный газ подвергают неполному каталитическому окислению различными окислителями. В процессе конверсии метан окисляется кислородом, водяным паром или двуокисью углерода по следующим основным реакциям [c.70]

Применение. Метан находит широкое применение. Его используют как газообразное, очень калорийное топливо. Кроме того, метан является ценным сырьем для получения производных. Огромные количества метана подвергают конверсии (превращению) в синтез-газ (смесь СО и Нг). Для этого метан либо с парами воды пропускают над никелевым катализатором при 700—800°С (конверсия водяным паром), либо подвергают неполному окислению кислородом при 1400—1500° С (кислородная конверсия) [c.300]

В процессе неполного окисления метана, который может проводиться как в присутствии катализатора, так и без него, метан окисляют недостаточным количеством кислорода. [c.85]

Неполным окислением метан превращают в смесь водорода и оксида углерода СО, а при определенных условиях— в ацетилен. Крекингом метана получают водород и ацетилен, нитрованием — нитрометан, хлорированием— хлорпроизводные, взаимодействием с аммиаком и кислородом — цианистый водород. [c.237]

В смеси с воздухом (или с кислородом, особенно в соотношении по объему 1 2, что видно из уравнения реакции) метан образует взрывчатые смеси. Поэтому он опасен как в быту (утечка газа через краны), так и в шахтах. При неполном сгорании метана образуется сажа.Так ее получают в промышленных условиях. В присутствии катализаторов при окислении метана получают метиловый спирт и формальдегид (см. 17.2 и 17.6). [c.284]

Огромные количества метана подвергают конверсии (превращению) в так называемый синтез-газ (смесь СО и Hj). Для этого метан с парами воды пропускают над никелевым катализатором при 700— 800°С (конверсия водяным паром), или же подвергают неполному окислению кислородом в печах при 1400—1500°С (кислородная конверсия) [c.62]

Продукты окисления. Неполное окисление углеводородов и углеводородных смесей всегда было исключительно интересным объектом исследования. Сложность этой проблемы объясняется двумя причинами во-первых, сама реакция окисления является трудноуправляемой и, во-вторых, — реакционная смесь содержит бесчисленное множество соединений самых различных классов. Из всех процессов неполного окисления углеводородов наиболее хорошо изученным и освоенным является получение синтез-газа (смеси СО п водорода) для производства метанола и для оксосинтеза [300]. Сырьем для этого процесса служит метан (природный газ) в смеси с 95 %-ным кислородом. Очистка продукта реакции от СО позволяет также получать водород (в смеси с азотом) для синтеза аммиака (301—305]. [c.584]

В связи с практической необратимостью процесса неполного окисления метана повышение концентрации кислорода в смеси метан—кислород вверх стехиометрического не приводит к увеличению выходов газа. Более того, с ростом содержания кислорода в начальной смеси выход целевого газа (Нг -[- СО) на 1 нм исходного газа даже падает, так как в этом случае увеличивается количество СН, расходуемого на реакцию (УП-22), и, соответственно, уменьшается количество СН4, расходуемое на реакции <УП-1) и (УП-2). В результате в получаемом газе возрастает содержание НгО и СОг. [c.155]

Фирма И. Г. Фарбениндустри в качестве катализаторов предложила использовать фосфаты и соли бора с добавлением в исходную смесь небольших количеств окислов азота. Для этого же процесса могут быть использованы окислы кремния, цинка, магния, титана, церия и др. В настоящее время работает одна опытнопромышленная установка по неполному окислению метана с целью получения формальдегида [109]. Процесс проводится при атмосферном давлении и температуре около 600°. На смеси, состоящей из воздуха и метана в отношении 3,7 1 и содержащей 0,08% окислов азота, при девятикратной рециркуляции реагирующей смеси получается выход формальдегида 35%, считая на израсходованный метан. В последние годы советскими исследователями был разработан новый процесс получения формальдегида неполным окислением сухого природного газа (метана) и попутного нефтяного газа [110, 111]. Процесс является экономически выгодным и в настоящее время внедряется в промышленность. [c.87]

Метан, который используется главным образом как топливо, добывают в виде природного газа или выделяют из газов нефтехимических и нефтеперерабатывающих заводов. Одной из самых важных областей применения метана является получение так называемого синтез-газа — смеси водорода с окисью углерода в различных пропорциях. Существует два основных метода переработки метана в синтез-газ конверсия с водяным паром и неполное окисление. В обоих случаях исходным сырьем могут также служить высшие парафины. [c.84]

Метан и азот в дальнейшем используют непосредственно в реакциях, связанных с получением аммиака, и в этом случае получают следующее отношение по объемным процентам (метан- -азот) углекислый газ=98 2. Конверсию метана осуществляют в две ступени. На первой ступени происходит неполное окисление метана с водяным паром по эндотермической реакции, т. е. с поглощением тепла. Реакция окисления гомологов метана с водяным паром протекает аналогично. На второй ступени происходит конверсия непрореагировавших углеводородов с кислородом воздуха по экзотермической реакции. Данный процесс осуществляют в шахтном реакторе при 900—1100°С на платиновом катализаторе. При реакции углеводородов с водяным паром и кислородом воздуха образуются водород и оксид углерода, а также некоторое количество диоксида углерода при полном окислении метана кислородом воздуха. Далее осуществляется конверсия оксида углерода с водяным паром по экзотермической реакции. [c.43]

В последние годы в промышленности широко применяется получение ацетилена нри неполном горении метана в кислороде. По технико-экономическим показателям этот процесс является одним из наиболее эффективных процессов получения ацетилена из метана. В Советском Союзе он внедряется на ряде заводов на основе переработки природного газа и последующего использования отходящих газов Для производства аммиака и метанола. Образующийся при неполном окислении метана в кислороде ацетилен является термодинамически неустойчивым он легко разлагается на углерод и водород, а также взаимодействует с углекислотой и водяным паром с образованием окиси углерода и водорода. Схема процесса приводится на рис. V. 2. Сырье (природный газ или метан), не содержащее окиси углерода, водорода и высших углеводородов (так как в противном случае оно преждевременно воспламенится), поступает через подогреватель 1, где нагревается до 600° С, в верхнюю часть реактора 3 (в смесительную камеру горелки), куда подается также подогретый до той же температуры кислород в количестве до 65 объемн. % от метана. В результате процесса горения температура в реакторе 3 поднимается до 1500° С продукты реакции охлаждаются до 80° С орошением водой. [c.148]

Однако при исследовании этого вопроса пришлось столкнуться с большими трудностями, вытекающими из малой стабильности продуктов неполного окисления в условиях реакции. Так, метан в окислительной среде имеет тенденцию к сгоранию в СО и СО3, высшие углеводороды — к образованию кислородных соединений [c.317]

Значения констант равновесия реакции неполного окисления метана кислородом изменяются от 4,3- 10 при 400° К до 1,5 10 при 1400° К. Эти значения настолько велики, что реакцию (9) можно считать практически необратимой. В связи с этим повышение концентрации кислорода в смеси метан — кислород сверх стехиометрического не дает увеличения выхода Нг и СО. [c.124]

Неполным окислением метана и его гомологов можно получить водород и окись углерода. При взаимодействии с водяным паром СО может быть превращена в СОг и водород. После очистки конвертированного газа от двуокиси углерода получается водород, направляемый на синтез аммиака. В качестве исходного сырья, содержащего метан, могут служить природный газ, по путные газы нефтедобычи, газы нефтехимической переработки, коксовый газ й др. [c.120]

Взаимодействие кислорода с метаном при неполном окислении может быть выражено суммарным уравнением реакции [c.248]

Для реакции метана с водяным паром требуется значительно больше тепла, тогда как температура лишь незначительно ниже. Непрерывный процесс требует нагревания реактора, в которсм конвертируется смесь метана и пара. Метав можно конвертировать частью с кислородом и частью с водяным паром, покрывая потребность в энергии для реакции с паром теплотой, выделяемой при реакции с кислородом и делая таким образом возможным непрерывный процесс. Процесс может быть прерывным, если применяют периодическое нагревание. Метан можно превратить в ацетилен путем неполного разложения на элементы или частичного сжигания с кислородом. Окисление метана в метанол и формальдегид не практикуется, потому что есть более дешевый способ получения формальдегида из метанола, синтезируемого из окиси )тлерода и водорода. [c.584]

Основным компонентом природного газа является метан, из которого путем неполного окисления может быть получен газ, пригодный для синтеза метанола. Природный газ разных месторождений различается по содержанию гомологов метана и инертных газов. [c.69]

Повышение температуры и понижение давления смещают процесс в сторону образования ацетилена. Практически разложение исходных углеводородов происходит неполно, кроме того, протекают побочные реакции, поэтому выход ацетилена примерно вдвое меньше теоретического. Высокотемпературное разложение метана, этана, пропана и их смесей осуществляют электрокрекингом с применением электродуговой печи или термоокислительным крекингом. В последнем случае для окисления метана и его гомологов применяют чистый кислород. За счет сжигания части метана по реакции СН4+0,502 O-t-2H2+Q в печи поддерживается температура 1400—1500°, при этом частично метан сгорает до СО2 и Н2О. Другая часть метана разлагается в печи при высокой температуре [c.208]

При некоторых условиях ведения процесса окисления реакция с поверхности катализатора может переходить в объем. Такая последовательность нашла отражение в гетерогенно-гомогенной теории Полякова [99, 100]. Исходя из этих положений, Ершов, Стадник и Гомопай [101] изучали процесс неполного окисления метана на алюмосиликатном катализаторе с сильно развитой поверхностью (S = 485 м г). Для подавления возможных объемных реакций применялась закалка продуктов реакции водой. Найденные авторами значения энергии активации и порядки реакций образования СНдО и СО 2 по метану, кислороду и воде приводятся в кинетических уравнениях для следующих реакций [c.167]

Неполным каталитическим окислением смеси метана и аммиака. Существует несколько теорий механизма этого процесса. По одной из них в результате реакций между метаном, аммиаком и кислородом в присутствии платины в качестве катализатора образуется метиламин СНдЫНг, который затем легко окисляется кислородом воздуха в синильную кислоту [c.182]

Основной процесс газообразования на полигоне сводится к микробиологическому разложению органических компонентов, имеющему четко выделенную зональность. В верхней зоне полигона (0-1,5 м) протекает аэробный процесс, на более низких горизонтах располагается сфера анаэробного сбраживания. На границе анаэробной и аэробной зон находится переход[юй участок, в котором протекает процесс неполного окисления биогаза иэ нижней зоны. В аэробной зоне в естественных условиях имеет место полное окисление таких компонентов биогаза, как метан и водород, т.е. эффективно действует так называемый окислительный биофильтр. При рыхлении поверхности, высаживании трав на полигоне этот биофильтр работает еще более интенсивно. Однако при добыче биогаэа его аэробное превращение до момента использования является вредным, поскольку он в этом случае резко снижает свою теплотворную способность за счет окисления части углеводородов и повышения содержания углекислого компонента. Поэтому при отборе газа для хозяйственных нужд поверхность полигона должна бьггь хорошо уплотнена или укрыта, а отвод биогаза необходимо вести иэ зоны наиболее активного восстановления его компонентов, обычно лежащей на глубине 2-6 м от поверхности. [c.363]

Блок-схема завода состоит из четырех основных групп. К первой группе относятся установки для получения газообразного водорода, который производится из сырой нефти с помощью процесса неполного окисления. Помимо нефти, в реакции участвуют кислород и вода. В результате реакции образуется водород и СО после удаления СО и очистки получается водород концентрацией 98,8% Нз. В примесях метан (0,6%), СО (0,3%), азот и аргон (0,3%), пары воды и микродоли других веществ. [c.123]

Для количественного определения компонентов смеси в газоанализаторе ХЛ-3 используется принцип изменения теплопроводности газов в измерительной камере при изменении концентрации газов. В газоанализаторах ГСТЛ-3 и ХТ-2 состав углеводородных смесей может быть определен посредством использования эффекта каталитического окисления отдельных компонентов на поверхности платинового элемента измерительной камеры. В обоих случаях, из-за нарушения теплового равновесия происходит разбаланс измерительного моста, у которого одно из плеч расположено в измерительной камере газоанализатора. Возникающий при этом ток разбаланса фиксируется на ленте электронного потенциометра ЭПП-09. В продуктах полного и неполного сгорания твердых, жидких и газообразных топлив содержится большое количество компонентов двуокись углерода, икнсь углерода, водород, кислород, азот, метан, предельные и непредельные углеводороды. [c.148]

Нитробензол, ме-токсибензол Реак 0, О 1 Метан (I) Анилин, бензальдегид [ацетанилид, стильбен, дибензиловый эфир] ции с участием ь Рекомбинация 0, 1 Неполное окислен Формальдегид (II) Си (5%) на AIjO, 300° С [443] юлекулярного кислорода атомов кислорода Си [1471] ие углеродного скелета Си на кизельгуре 850° С, 100 0000 ч в исходной смеси 1 — 50—45%, О,—5—9%, ЩО (пар) — 45—46%. Выход 25%, Н О (пар) повышает выход в 2,5 раза [444] Медная, латунная или платиновая фольга на кварце 700 00° С [445] Си (восстановленная) на SiOg, с добавкой Ag 280°С. Конверсия 1 — 11%, выход II —67% [446] [c.520]

Метан Реакции с учас-Неполное окисление в у. Формальдегид, НгО гием кислорода глеводородном скелете Фосфат церия 480—520 С. Выход не выше 2%. В заводских условиях через несколько часов катализатор заплавляется [104] Фосфат церия — фосфат олова (1 1) метано-воздушная смесь (1 1), 720° С. Выход 5 вес. % (на СН4) [105] [c.329]

При выделении ацетилена из более сложных газовых смесей, например из продуктов неполного горения природного газа, хроматографическое разделение может сочетаться с дополнительным абсорбционным извлечением компонентов [И ]. В результате окисления природного газа получается газовая смесь, содержащая в основном водород и азот, а также двуокись углерода, окись углерода, метан, ацетилен, этан и этилен. При гиперсорбционном разделении этой смеси на два компонента с верха колонны выделяется смесь, [c.260]

Охват экзо- и эндотермических реакций гетерогенно-гомогенным механизмом был бы неполным без учета и каталитических реакций, требующих применения специальных активных контактов. К их числу относится так называемый мягкий катализ, позволяющий высокоселективно превращать этилен в окись этилена и метанол — в формальдегид при помощи серебряных контактов, нафталин — в фталевый ангидрид в присутствии нятиокиси ванадия и т. д. Механизм таких мягких каталитических реакций изучался в нашей лаборатории методом раздельного калориметрирования, т. е. в благоприятных для готерогенно-гомоген-ного катализа условиях катализаторы наносились топким слоем на поверхность стенок сосудов. В качестве покрытий применялись платина, серебро, пятиокись ванадия, бораты, силикаты, фосфаты и другие катализаторы. Объектами неполного окисления были метан, этилен, бутан-пронановая фракция нефтяных газов и метанол [11—13, 20—23, 41—45]. [c.374]

Аналогичные результаты были получены при неполном окнслешш углеводородной смеси, содержап1ей 80% метана и 20% пропана [16]. Катализатором в поставленных экспериментах также служили окислы азота. Найдено, что бинарная смесь начинает окисляться нри более низкой температуре, чем чистый метан. Выход формальдегида, полученный, при окислении бинарной смеси, в 1,8 раза выше, чем при окислении чистого метана. Присутствие пропана увеличивает глубину превращения метана. [c.17]

Формальдегид образуется с довольно значительным выходом при неполном окислении метана. Например, при температуре около 500 °С выход формальдегида по прореапировавшему метану составляет примерно 35%. Такие результаты получаются при разбавлении газовой смеси большим количеством метана и времени реакции не более 1 с. Несмотря на дешевизну сырья этот способ считается неэкономичным из-за трудности разделения продуктов реакции и большого объема циркуляционных газов. [c.262]

В ряде патентов [93] описано добавление водорода с целью инициирования реакции между подогретыми СН и О и для ингибирования реакций окисления до Oj, Добавка водорода в этом случае значительно меньше, чем приведенная выше. В одном из примеров 60 объемов в час газа, содержащего от 60 до 90% На, добавляли к 815 объемам в час подогретой до 1150° С смеси 24,6% СН и 75,4% воздуха. В другом примере содержащий 95% Hj газ с объемной скоростью 10,5 добавляли к смеси метана и воздуха, имевшей объемную скорость 62,6 Соотношение Hj и СН равнялось 0,3. Водород в зону реакции подавали таким образом, что он образовывал пленку у поверхности стенок. Выход ацетилена на превращенный метан составлял 48%. В одном опыте добавляли также NHj, получая при этом jHj и H N. Наконец, еще в одном примере подогретый водород вводился в систему в точке, где глубина реакции между метаном и воздухом равнялась 25—75%. Может быть, за счет содержащегося в коксовом газе водорода следует отнести обнаруженный в работах [94] эффект, состоящий в том, что при неполном сгорании коксового газа требуется меньше кислорода и наблюдаются более высокие выходы ацетилена, чем при неполном сгорании природного газа. [c.405]

Важный источник для получения водорода — природный газ (табл. 9). На метан действуют окислителями (Н2О, СО2, О2), которые отнимают от него углерод, освобождая при этом водород. Такое превращение называют конверсией (от лат. onver-sio — превращение). Один из способов — неполное окисление метана (конверсия метана кислородом). При этом природный газ смешивают с недостаточным для полного окисления метана количеством кислорода или воздуха, обогащенного кислородом (до 40% О2). Образующиеся при сгорании метана оксид углерода (IV) и водяной пар [c.221]

Экспериментальным путем подтверждено установленное нами ранее взаимное влияние компонентов бинарной смеси на глубину превраш ения каждого из них в процессе неполного окисления метано-пропановой смеси. Метан бинарной смеси снижает глубину превраш еш1я пропана, глубина превращения самого метана при этом увеличивается. [c.116]