Водород образование при пиролизе метана

Физико-химическая характеристика реакции получения ацетилена из метана. При нагревании метана и других углеводородов до очень высоких температур (пиролиз) образуется газовая смесь, в которой содержатся водород, этилен и другие олефины, ацетилен и высшие ацетиленовые углеводороды, ароматические углеводороды и непрореагировавший метан. Получается также сажа. Многочисленность продуктов указывает, что этот дроцесс сложный. Он включает, очевидно, ряд реакций, протекающих как параллельно, так и последовательно. Выделим из них реакцию образования ацетилена [c.250]

Паровая конверсия метана без катализатора протекает с приемлемой скоростью и глубиной превращения на шамотной насадке только-при температурах 1250—1350 °С [19]. Опыты, выполненные в пустотелом кварцевом реакторе [20], показали, что при объемной скорости 200 ч , отношении пар газ, равном 2 1, и атмосферном давлении даже при 1000 °С степень конверсии метана не превышает 8—9%, а при 900 °С она равна всего 1,1%. При температурах 760—800 °С паровая конверсия метана вообще не протекает [21]. В случае нагревания гомологов метана в смеси с водяным паром без катализатора выше 500—600 °С протекают с большой скоростью процессы пиролиза с образованием непредельных углеводородов (этилена, пропилена и др.). В процессе пиролиза образуются также метан, этан, пропан п в относительно небольших количествах — водород. [c.79]

С целью исследования влияния водорода на пиролиз метана нами были проведены опыты в реакторе из кварца, с наружным электрообогревом, заполненном кварцевой насадкой (величина зерна 3,5 мм) со смесями 50% СН -Ь 50% На и 50% СН + + 50% Не. Природный газ очищали от высших углеводородов активированным углем при температуре 55° С, газ очищали также от СО2 и осушали, в результате чего получали метан, содержащий не более 2 об.% примеси азота. Внутренний диаметр реактора составлял 14 жлг, длина рабочей зоны — 50 мм. Время пребывания газа вне рабочей зоны было минимальным за счет весьма небольшого проходного сечения подводящей и отводящей трубок. Работу реактора осуществляли в прямоточном режиме, что было доказано специальными опытами по изучению гидродинамики течения. Внутреннюю поверхность реактора покрывали слоем пироуглерода. Анализ продуктов реакции производили на хроматографе ХЛ-4, количество пироуглерода определяли взвешиванием на аналитических весах. Образования значительных количеств сажи не наблюдали. Температуру в реакторе поддерживали с точностью + 2° С. Из рис. 4, на котором представлены результаты опытов в виде зависимости состава пирогаза от расхода смесей, подаваемых на пиролиз при температуре И00 С, видно увеличение количества непрореагировавшего метана при замене гелия на водород, что свидетельствует о общем торможении процесса водородом. Торможение водородом образования пироуглерода намного сильнее (в 3—4 раза), чем торможение общего реагирования метана. [c.226]

В интервале температур от 800 до 1100° С при пиролизе бензола наблюдаются небольшие количества метана и следы ацетилена. Количество образующегося метана, примерно, такого же порядка, как и при нагревании углерода с водородом по-видимому, такая реакция, сопровождающая разложение бензола при высоких температурах, является основным источником образования метана. Интересно, что при нагревании так называемого аморфного углерода с водородом не получаются ароматические углеводороды, а вместо них благодаря реакции на ребрах кристаллов графита образуется метан. Можно считать, в свою очередь, что следы ацетилена, образующегося в процессе пиролиза бензола при высоких температурах, обусловлены скорее вторичным разложением метана, чем прямой диссоциацией бензола до ацетилена. Последняя реакция лишь предполагается некоторыми исследователями [4], однако она трудно доказуема. Ацетилен почти полностью разлагается при 750° С при этом получаются ароматические углеводороды, (в значительных количествах бензол) кокс и газы, среди которых обнаруживаются в убывающем порядке водород, метан и этилен [10]. Поскольку этилен является важным продуктом разложения ацетилена, а не самого бензола, то есть основания предполагать, что разложение бензола до ацетилена не относится к одной из основных реакций этого углеводорода. С другой стороны, [c.96]

Пробу вешества вводили в потоке двухкомпонентного газа (аргон, содержащий 8% водорода) в кварцевый реактор с активным углем, в котором при 1100°С происходила термодеструкция вешества с образованием оксида углерода, водорода и сажи. Количество оксида углерода соответствует содержанию кислорода б анализируемом вешестве. Затем оксид углерода отделялся от других продуктов пиролиза при комнатной температуре на короткой колонке (50X0,4 см), заполненной молекулярными ситами 5А. Зона оксида углерода в потоке смешанного газа-носителя поступала в реактор, заполненный 10 /о никеля на хромосорбе В реакторе при 400— 500 °С количественно происходила реакция образования метана из оксида углерода и водорода. В качестве второго продукта реакции образовалась вода. Вода поглощалась молекулярными ситами, слой которых был расположен после реактора. Поскольку теплопроводность метана близка к теплопроводности используемого смешанного газа-носнтеля (аргон с 8% водорода), то метан не регистрируется катарометром. Катарометр регистрирует только изменение (уменьшение) концентрации водорода в газе-носителе (за счет реакции гидрирования оксида углерода). Поскольку на одну молекулу оксида углерода в данной реакции расходуется три молекулы водорода, то, в общем, данный метод обеспечивает повышение чувствительности детектирования в 15 раз [18]. [c.245]

Избыточный метан при этой температуре разлагается с образованием ацетилена и ряда других продуктов (газы пиролиза). Ацетилен при 1500°С термодинамически неустойчив и в течение короткого времени может разложиться на углерод (сажу) и водород. Во избежание разложения образовавшегося ацетилена время пребывания газов пиролиза в реакционной зоне не должно превышать 0,01 сек. [c.9]

Основными первичными продуктами разложения являются водород, метан, этилен, пропилен, бутадиен, бутены и нормальные парафины Сд—С4. Содержание парафинов С3—С4 в продуктах невелико, поэтому при составлении схемы пиролиза их целесообразно объединить с этаном и рассматривать суммарное образование парафинов С —С . [c.257]

Гомогенное окисление метана водяным паром или двуокисью углерода является в высшей степени эндотермической и относительно медленной реакцией. Скорость ее хорошо измерима при температуре около 1000° С, когда со значительной скоростью происходит также термическое разложение метана. Действительно, один из экспериментаторов [6] утверждает, что при температуре около 1000° С пар и метан непосредственно ые вступают в реакцию друг с другом, а в реакции участвуют более реакционно-способные продукты термического разложения мотана, которые и образуют окись углерода и водород. Среди легко выделяемых и идентифицируемых продуктов пиролиза метана следует отметить этилен и ацетилен [25, 26, 27 . Последние могут реагировать с водяным паром, образуя спирты, которые затем разлагаются с образованием окиси углерода, метана и водорода. Все это носит лишь предположительный характер, так как нет данных, подтверн дающих этот механизм. Реакция метана с двуокисью углерода является, по-видимому, еще более сложной, чем с водяным парол]. [c.311]

По мере повышения температуры в результате взаимодействия между составными частями пластической массы, выделения парогазовых продуктов термодеструкции происходит вспучивание загрузки, увеличение ее объема, которое. заканчивается отверждением пластической массы с образованием твердого полукокса. Одновременно происходит бурное выделение газов, паров воды и смолы, подвергающихся вторичным процессам пиролиза у стен камеры коксования и в подсводовом пространстве. Так как температура в этих частях печи велика ( 1100 - 1200°С), образуются наиболее термически стабильные соединения - водород, метан, ароматические углеводороды и их производные. Содержащиеся в исходной шихте кислород, азот и сера в конечном итоге оказываются в составе также наиболее термически стабильных соединений сероводорода, цианистого водорода, дисульфида углерода, серо-и азотсодержащих гетероциклических соединений (тиофен, пиридин и их гомологи). [c.56]

Механизм вторичных реакций при пиролизе. При повышенных температурах (до 900 °С) и высокой конверсии, наряду с основными продуктами (олефинами, метаном и водородом) образуются али-циклические, ароматические и некоторые высокомолекулярные соединения, а также ацетилен, аллен и др. Реакции образования этих продуктов протекают как по радикально-цепному, так и по молекулярному механизму, что сильно осложняет количественное описание общего механизма пиролиза. Рассмотрим вкратце некоторые вторичные реакции и их механизм. [c.37]

Термолиз алканов приводит преимущественно к образованию более термостойких низкомолекулярных алкенов и алканов. Из алканов наибольщей термостабильностью обладает метан. Его термическая деструкция термодинамически возможна при температуре выше 560 °С. С заметной скоростью распад метана протекает при температуре выше 1000°С. Высокая термостабильность метана объясняется тем, что в его молекуле отсутствуют связи С-С, энергия разрыва которых меньше, чем для связей С-Н. При высокотемпературном пиролизе метана, кроме водорода (и пироуглерода), образуются этилен, этан, ацетилен и арены. Синтез этих продуктов можно выразить следующей схемой [c.358]

При пиролизе смеси окиси этилена (20%) с азотом Зимаков установил, что при температурах ниже 400 °С окись этилена изомеризуется преимущественно в уксусный альдегид. При 450 °С степень превращения составляет 60—80% (в зависимости от продолжительности пиролиза). В продуктах пиролиза были найдены главным образом уксусный альдегид (до 75%), муравьиный альдегид (до 20%), а также метан, окись углерода, водород и этилен последний в количестве до 10% от превращенной окиси этилена. Наличие этилена Зимаков объясняет следующей схемой распада окиси этилена (образование бирадикалов н их последующее взаимодействие) [c.63]

Пиролиз бутанов протекает в тех же условиях, что и пиролиз пропана. Продуктами разложения н-бутана являются бутен-1, бу-тен-2, водород, метан, этан, этилен и пропилен. Температура выше 700° С способствует образованию этилена при более низкой температуре получается пропилен. [c.75]

Деструкция с разрывом С—С-связей. Нитрилы алифатических кислот нормального строения при пиролизе в жидкой (420 °С, в автоклаве) или паровой (450—600 °С) фазе разлагаются с образованием смесей насыщенных и ненасыщенных нитрилов с прямой цепью и углеводородов Парофазный пиролиз пропионитрила при 686—765 °С в присутствии анилина в качестве газа-носителя, дает метан, водород и этилен . Полученные данные указывают на то, что наименее прочной связью в пропионитриле является С—С-связь в этильном остатке. [c.408]

Крекинг и пиролиз углеводородов. Механизм каталитического крекинга углеводородов выяснен лишь в самых общих чертах, что объясняется прежде всего большой сложностью этого процесса, так как в нем имеют место разнообразные побочные реакции — изомеризация, полимеризация, циклизация, перераспределение водорода и др. Механизм процесса значительно усложняется при крекинге смесей углеводоро дов. С помощью меченых атомов при изучении механизма вторичных реакций крекинга было установлено [66—69] от сутствие изотопного обмена углерода между углеводорода ми. Метан в условиях крекинга обладает весьма малой реакционной способностью, отсутствует его прямое алкилирование непредельными продуктами, образующимися при крекинге, олефинам принадлежит преобладающая роль в образовании кокса на катализаторе и в реакциях полимеризации. [c.21]

Метан СН4 называется также болотным газом, так как он составляет главную часть горючих газов, пузырьками поднимающихся из болотной тины, где метан образуется при гниении растительных остатков (целлюлозы) без доступа воздуха. Кроме того, его называют рудничным газом, так как он образуется при медленном разложении каменного угля под землей и иногда выделяется в большом количестве в рудниках образование смесей метана с воздухом может служить причиной опасных взрывов. Большие количества метана содержатся в растворенном состоянии в нефти в нефтеносных местностях он иногда выделяется из земли. Метан входит также в состав светильного газа обычно очищенный светильный газ, получаемый пиролизом угля или нефти, содержит около 50% водорода, 34% метана, 8% окиси углерода, 4% непредельных углеводородов, 4% азота и 1% двуокиси углерода. [c.169]

При постепенном нагревании компоненты угля претерпевают глубокие физические и химические превращения до 250°С происходит испарение влаги, выделение окиси и двуокиси углерода около 300°С начинается выделение паров смолы и образование пирогенетической воды выше 350°С уголь переходит в пластическое состояние при 500—550°С наблюдается бурное разложение пластической массы с выделением первичных продуктов (газа и смол) и твердение ее с образованием полукокса. Повышение температуры до 700°С сопровождается дальнейшим разложением полукокса, выделением из него газообразных продуктов выше 700°С преимущественно происходит упрочение кокса. Летучие продукты, соприкасаясь с раскаленным коксом, нагретыми стенками и сводом камеры, в которой происходит коксование, подвергаются пиролизу, превращаются в сложную смесь паров (с преобладанием соединений ароматического ряда) и газов, содержащих водород, метан и др. Большая часть серы исходных углей и все минеральные вещества остаются в коксе. [c.458]

В продуктах пиролиза ацетилена найдены водород, метан,этилен, винилацетилен и бензол. В продуктах разложения винилацетилена содержание бензола. меньше, но имеются пропилен и бутадиен. Пиролиз диацетилена характеризуется еще меньшим образованием бензола и газообразных веществ. Количество водорода и метана повышается с температурой, а наибольший их выход наблюдается при пиролизе ацетилена. С повышением температуры содержание бензола в отходящих газах проходит через максимум. Таким же образом влияет температура на выход винилацетилена при пиролизе ацети-ЬО [c.80]

Сущность процесса получения ацетилена окислительным пиролизом метана [101, 116—118] состоит в том, что метан в смеси с кислородом 1 подвергается неполному сжиганию в печи специальной конструкции. При этом часть метана окисляется до окиси углерода с образованием свободного водорода, а остальное количество метана превращается в ацетилен [c.119]

Подвергая гетерогенному пиролизу метан, хемосорбированный на поверхности вольфрамовой проволоки, импульсным нагревом Рай и Хамсен [57] получили масспектрометрические данные, свидетельствующие об образовании радикала СН3. До настоящего времени ни разу не удалось обнаружить атомарный водород как продукт реакции СН4 СНз + Н , хотя, например, по схеме Райса — Дулея его концентрация должна была быть значительной [4[. По-видимому, это является следствием высокой химической активности атомов Н, что должно приводить к их исчезновению сразу же после образования, например, в результате быстрой [58] реакции [c.217]

Реакции (1) — (7) описывают образование основных продуктов распада этана на начальных стадиях пиролиза. Согласно имеющимся в литературе данным, основными продуктами пиролиза этана являются водород, этилен и метан. Для пиролиза этана характерно, что цепь распада ведет радикал Н-, а радикал -СНз обра- [c.25]

Установлено [40], что при пиролизе бутана протекают две основные реакции первая — образование метана и пропилена, вторая — образование этилена и этана. По данным Здоника [411 приблизительно 52% н-бутана разлагается на пропилен и метан, тогда как остальные 48% превращаются в этилен и водород. [c.256]

Изучению механизма и кинетики пиролиза метана посвящен ряд исследований [10, 32, 171—174]. Согласно одним из них [171—173], первичный распад метана происходит через 1етиленовый радикал и водород с последующим образованием этана и последовательным распадом последнего на этилен и водород и т. д. Доводом в пользу подобного механизма распада явились опыты по идентификации метиленовых радикалов в зоне распада метана при помощи металлических зеркал теллура, которые исчезали, превращаясь в полиме-тилентеллурид [172, 173], а также положение об устойчивости двухвалентного углеродного атома, взятого из теории Нефа [10]. В других работах [32, 174] были идентифицированы по методу металлических зеркал только метил-радикалы, образующие с зеркалом теллура диметил-дителлурид. На основании этих результатов было предположено, что первичными промежуточными продуктами распада метана являются метил-радикал и атом Н. Однако не исключено, что метильные радикалы все же образуются в результате вторичной реакции метиленовых радикалов с метаном [c.80]

Прп воздействии высоко температуры на газообразные парафиновые углеводороды их объем увеличивается в результате образования новых ве-1цеств. В первую очередь протекают реакции крекинга и получаются олефины и парафины с числом углеродных атомов, меньшим, чем в исходных углеводородах. Исключение представляют метан и этан. Этан, как уже было сказано, претерпевает преимущественно дегидрирование с образованием этилена и водорода. Метап, наиболее нрочпый газообразный углеводород, нрн пиролизе в производственных условиях оказывается стабильным до. 500. ( днако при длительном воздействии теила (в проиыпгленпых процессах этого никогда не бывает) он расщепляется уже при низкой температуре (табл. 68 [421). [c.75]

На заводе фирмы Хехст , ФРГ [10а], сооружена промышленная установка производительностью 45 тыс. ткод ацетилена и этилена, вырабатываемых из углеводородного сырья при помощи процесса, известного под названием высокотемпературного пиролиза. Здесь применен реактор специальной конструкции имеется система очистки газов. Схема процесса представлена на рис. 6. В охлаждаемой водой металлической камере сгорания водород, метан или отходящий газ процесса сжигаются с приблизительно стехиометриче-ским количеством кислорода, к которому добавляют водяной пар. Горячие газы сгорания проходят через реакционное устройство одновременно подается (предпочтительно в парофазпом состоянии) соответствующее углеводородное сырье. За счет тепла газов сгорания нагревается углеводородное сырье, из которого в результате протекающих реакций образуются ацетилен и этилен. Выходящий из реактора газ подвергают закалочному охлаждению в устройстве специальной конструкции. Образования элементарного углерода (сажи) при этом процессе не наблюдается. Жидкие побочные продукты (тяжелое ароматическое масло) удаляют на стунени охлаждения и используют в дальнейшем как тяжелое топливо. [c.242]

Наряду с реакциями образования диметилдихлорсилана, ме-тилдихлорсплана, метилтрихлорсилана и триметилхлорсилана побочно образуются в различных количествах также трихлорсилан, четыреххлористый кремний, газообразные продукты (водород, метан) и твердый продукт — углерод образование газообразных и твердых веществ является результатом пиролиза хлористого метила и ме-тпльных и метиленовых радикалов. Все эти вещества получаются в различных соотношениях в зависимости от вида активатора кремне-медного сплава п количества подаваемого хлористого водорода. Необходимо также отметить, что образование углерода и накапливание его в контактной массе является одной из причин снижения активности кремне-медного сплава, повышения температуры синтеза, устгления пиролитических процессов и ухудшения состава реакционной смеси. [c.45]

Сначала смешивают порошковые компоненты — со-похшконденсаты и каменноугольную пыль (20 %) одинаковой дисперсности (остаток на сите 0,105 мм не более 2 %). Затем добавляют нагретую до 65 °С древесную смолу (26 %) при перемешивании в течение 5-7 мин. Полученную массу продавливают через фильеры при температуре 75 °С и давлении 30 МПа, затем подвергают термоокислительной сушке в атмосфере пронизывающего потока воздуха вначале при 100-110 °С, затем при 180-200 °С. При этом выход летучих составляет 42-45 %, механическая прочность первичных гранул — 69-70 % выход 80-82 %. Для обоснования оптимального режима карбонизации проводят пиролиз термоокисленных гранул. Термическое разложение начинается при 250-300 °С и заканчивается при 550-600 °С. При этом образуется пиролитическая вода, метан, оксид углерода и продукты распада фурановых колец, при этом происходит ароматизация. Удаление кислородсодержащих групп в виде газообразных продуктов (СО, СО2, Н2О) способствует образованию на поверхности активных центров, сгюсобных к рекомбинации со свободными радикалами связующего, возникающими при его деструкции. При 400 °С происходит образование высококонденсированных структур, сопровождающееся вьвделением значительного количества водорода. [c.583]

Продуктами разложения этана в кварцевой колбе при 575 °С по данным Фрея и Смита (1928 г.) являются водород, этилен и лишь следы метана, т. е. практически происходит только дегидро-гени ация этана. Продуктами крекинга этана, проведенного Фростом с сотр. в 1937 г. при 635 °С и давлении от 0,1 до 2,6 МПа В динамических условиях являются водород, метан и этилен. С уве-. йичением давления повышается выход метана при высоких давлениях он является главным продуктом крекинга. Авторы работ [14] установили образование водорода, метана и этилена при пиролизе этана в трубчатом промышленном реакторе при 760—880 °С. [c.157]

Пиролиз углеводородов. Дэви, а затем Марченд и Бертло [1, с. 182] предположили, что образование углерода в пламени -происходит благодаря термическому разложению углеводородов. Они наблюдали, что при высокой температуре углеводороды распадались в основном на углерод и метан. Ацетилен, который очень эндотермичен, может распадаться при взрыве на углерод и водород. Таким образом было сделано предположение, что углерод образуется при пиролизе углеводорода при прохождении его через зону подогрева. [c.180]

Природный газ чисто газовых месторождений содержит в основном метан. Попутный нефтяной газ наряду с метаном содержит в заметных количествах и другие углеводороды парафинового ряда (этап СдНе, пропан СзНя, бутан Нц), пентан С5Н]2). В некоторых искусственных газах, например в газе пиролиза нефти, содержатся в больших количествах углеводороды олефинового ряда (этилен С2Н4, пропилен СзНе, бутилен С Пв). При нагревании все эти углеводороды разлагаются с образованием в конечном итоге углерода и водорода. [c.29]

Ввиду того, что продукты превращения всегда давали положительную реакцию на ацетилен, избыток водорода в 5 молей мог быть обусловлен образованием ацетилена. В указанных условиях опыта этан и метан являлись вторичными продуктами реакции, а пропилен оказался первичным -продуктом пиролиза. Это заключение, на первый взгляд невероятное, подтверждается также работой Lenher a нашедшего, что пропилен является главным -проду1стом полиме- g ризации этилена, имеющей место при g медленном окислении последнего кислоро- 5 150 дом при температурах от 450 до 520°, Ряд опытов, проведенных при больших концен- I o [c.83]

По мере возрастания молекулярного веса парафиновых углеводородов наблюдается стремление к пиролизу с образованием парафинов и олефинов меньшего молекулярного веса, причем реакция простой дегидрогенизации с образованием олефина с тем же числом углеродных атомов, что и в исходном парафине, отходит на второй план. Так, например при пиролизе пропана в контакте с кремнеземом образуются метан, этилен, пропилен и водород. S hneider и Froli h указывают, что при пиролизе пропана при 725° и атмосферном давлении с коротким периодом нагрева (чтобы разлагалось 20—40% пропана), около 50% разложившегося углеводорода превращается в метан и этилен, по уравнению [c.140]

Реализация метода синтеза изопрена из пропилена стала возможной лишь после того, как была открыта реакция инициируемого крекинга 2-метилпентена-2 в присутствии бромистого водорода [10, 60]. Применение гомогенного инициатора позволило снизить температуру крегинга изогексена на 100—125 °С, исключив тем самым опасность образования ацетиленовых углеводородов. Одновременно возрастает конверсия исходного сырья и выход изопрена (табл. 31). По данным, полученным на опытной установке НИИМСК, конверсия 2-метилпентепа-2 за проход составляет при пиролизе 30,5%, при инициированном крекинге 70%, селективность реакции соответственно 38,7 и 50 вес. % [45]. Наиболее высокие показатели процесса, судя по данным разных авторов [10, 60—63], получены нри температуре 675 °С, времени контакта 0,3—0,4 с и мольном соотношении ызо-СеН з НзО НВг 1 5 0,06. В этих условиях выход изопрена на пропущенное сырье составляет 33—35% нри селективности реакции 55—56%. Одновременно образуются следующие продукты реакции (примерный выход в мол. %) метан — [c.186]