ря і водяної пари.
При парокіслородной конверсії метану втрати теплоти в результаті протікання ендотермічної реакції (а) компенсуються за рахунок протікання екзотермічної реакції (б), а також повного окислення метану киснем. У каталітичний реактор подається суміш природного газу, водяної пари і повітря, збагаченого киснем (40 - 50% Про 2 ), одержуваного в цеху розділення повітря. Температура у верхніх шарах нікелевого каталізатора підтримується в межах 1050 - 1100 В° С, а на виході з реактора - 800 - 900 В° С.
При пароповітряної конверсії метану першу стадію процесу здійснюють в реакторі, в трубках якого завантажений каталізатор, а недолік теплоти заповнюють спалюванням природного газу в міжтрубному просторі реактора (рис. 1). Температуру в зоні реакції підтримують близько 800 В° С.
конверсія метан виробництво водень
В
Рис. 1. Трубчастий контактний апарат з каталізатором в трубах і обігрівом топковим газами:
1 - вогнетривка кладка; 2 - труби з каталізатором; А - вихідна газова суміш; Б - продукти реакції.
У цих умовах в газі залишається близько 8-10% СН 4 . Конверсію залишкового метану здійснюють киснем повітря (з реакції б). На деяких заводах застосовується високотемпературна конверсія метану,
яка проводиться з реакції (б) при температурі близько 1250 В° С. Газ, отриманий цим методом, містить сажу, яка виділяється при промиванні газу гарячою водою під тиском. p align="justify"> Продуктом конверсії метану і його гомологів служить синтез-газ, що містить від 10 до 15% СО. Для отримання водню або азотоводородной суміші потрібна додаткова операція - конверсія оксиду вуглецю. p align="justify"> Конверсія оксиду вуглецю з водяною парою відбувається по оборотної екзотермічної реакції
СО + Н 2 Про? СО 2 + Н 2 + 36, 6кДж (500 В° С)
Реакція відбувається без зміни обсягу і тому підвищення тиску збільшує швидкість процесу, не змінюючи рівноважний вихід водню. Підвищення вмісту водяної пари в вихідної газової суміші, і зниження температури підвищує рівноважний вихід водню, тобто сприяє більш повному протіканню конверсії. Однак при низьких температурах швидкість реакції конверсії СО мала навіть у присутності каталізаторів. p align="justify"> Для конверсії оксиду вуглецю застосовують високотемпературний железохромовий і низькотемпературний цинк-хром-мідний каталізатори. Железохромовий каталізатор, промотувати оксидами алюмінію, калію і кальцію, забезпечує достатню швидкість конверсії СО тільки при 430-500 В° С; в цих умовах в конве...
