3 ОН? Н 0 298 = -90.3 КДж
СО 2 +3 Н 2 в†’ СН 3 ОН + Н 2 Про? Н 0 298 = -49.4 КДж
Крім цих реакцій, протікає і оборотна ендотермічна реакція діоксиду вуглецю і водню:
СО 2 + Н 2 ↔ СО + Н 2 Про? Н 0 298 = 41,0 кДж
Однак, на підставі досліджень, був експериментально доведений новий механізм, згідно з яким, метанол утворювався з СО2, який є в вихідної суміші або утворюється в реакції: СО + Н 2 Про в†’ СО 2 + Н 2 .
Потрібно відзначити, що вихід метанолу при атмосферному тиску дуже малий, приблизно 2%. Але його вихід можна значно збільшити, комбінуючи тиск, температуру та каталізатори, які збільшують селективність процесу.
З термодинамічної точки зору, освіта метанолу з синтез-газу є екзотермічної реакцією (110,8 кДж/моль), отже, з підвищенням температури константа її рівноваги падає. А зі збільшенням тиску рівноважна ступінь перетворення зростає, тому процес отримання метилового спирту необхідно вести при низьких температурах і високих тисках. При 6,8 МПа і 300 С (теоретичний) вихід становить 100%. p> При синтезі метанолу поряд з основними реакціями протікають і побічні:
(1) СО +3 Н 2 ↔ СН 4 + Н 2 Про
(2) СО 2 +4 Н 2 ↔ СН 4 + 2Н 2 Про
(3) nCO + (2n +1) H 2 ↔ C n H 2 n +2 + nH 2 O
(4) nCO +2 nH 2 ↔ C n H 2 n +1 OH + (n-1) H 2 O
(5) 2CO +4 H 2 ↔ CH 3 -O-CH 3 + H 2 O
(6) С + СО 2 ↔ 2СО
Щоб позбутися від утворення побічних продуктів необхідно підібрати високоефективні і селективні каталізатори, однак це не призведе до повного усунення цих реакцій. Реакції (1) - (3) можна звести до мінімуму якщо ми виключимо зі складу каталізаторів Fe, Ni і Co.Із-за наявності в складі каталізатора оксиду алюмінію протікає реакція з утворенням діметілового ефіру (5), однак вона придушується внаслідок того що синтез протікає при невисоких температурах. Також пригнічується реакція утворення вищих вуглеводнів. Присутність у каталізаторі лужноземельних і лужних металів веде до утворення вищих спиртів, (4). Також протікає реакція будуар (6), але тільки до тих пір, поки не досягнута певна температура.
Вплив виду каталізатора на параметри, швидкість і глибину процесу
В
Синтез метанолу на цинк-хромовому каталізаторі
У 1923 р. фірмою BASF було запропоновано проводити синтез метанолу на цинк-хромовому каталізаторі. На цьому каталізаторі процес здій...
