Интернет-журнал "Домашняя лаборатория", 2007 №11
Шрифт:
Большие расходы металла, увлажнение газа, переменный режим давления и трудности эксплуатации в зимнее время — основные недостатки мокрых Г. Этих недостатков в значительной степени лишены так называемые сухие, или поршневые, Г., которые представляют собой неподвижный корпус с поршнем. Как и в мокром Г., при наполнении газом поршень поднимается, а при выдаче газа опускается.
Для чего еще можно использовать пиролизный газ? В Интернет нашлась любопытная статья. Вот выдержка из нее.
КОНВЕРСИЯ ПРИРОДНОГО ГАЗА В ЖИДКОЕ ТОПЛИВО
Н.
Метод Фишера — Тропша по превращению метана в более тяжелые углеводороды был разработан в 1923 г. и реализован в промышленности Германии в 1940-х го-
Почти все авиационное топливо в этой стране во время второй мировой войны производилось с помощью синтеза Фишера-Тропша из каменного угля. Впоследствии от этого способа изготовления моторных топлив отказались, так как топливо, получаемое при переработке нефти, до последнего времени было экономически более выгодным.
Сегодня конверсия природного газа в жидкие продукты (моторное топливо и более ценные продукты тонкого органического синтеза) — одна из наиболее динамично развивающихся областей химической и газохимической промышленности.
При получении жидкого топлива на основе синтеза Фишера-Тропша разнообразные соединения углерода (природный газ, каменный и бурый уголь, тяжелые фракции нефти, отходы деревообработки) конвертируют в синтез-газ (смесь СО и Н2), а затем он превращается в синтетическую «сырую нефть» — синтнефть. Это — смесь углеводородов, которая при последующей переработке разделяется на различные виды практически экологически чистого топлива, свободного от примесей соединений серы и азота. Достаточно добавить 10 % искусственного топлива в обычное дизельное, чтобы продукты сгорания дизтоплива стали соответствовать экологическим нормам.
Еще более эффективной представляется конверсия газа в дорогостоящие продукты тонкого органического синтеза.
Конверсию газа в моторное топливо можно в целом представить как превращение метана в более тяжелые углеводороды:
2nСН4 + 1/2nO2 = СnН2n + nН2О (реакция 1)
Из материального баланса брутто-реакции следует, что массовый выход конечного продукта не может превышать 89 %.
Реакция (1) напрямую неосуществима. Конверсия газа в жидкое топливо (КГЖ) проходит через ряд технологических стадий (рис. 1). При этом в зависимости от того, какой конечный продукт необходимо получить, выбирается тот или иной вариант процесса.
ПОЛУЧЕНИЕ СИНТЕЗ-ГАЗА
Все технологически реализованные процессы КГЖ объединяет первая стадия — стадия получения синтез-газа, который представляет собой смесь оксида углерода СО и водорода Н2. Такое название он получил потому, что служит ценным сырьем для синтеза разнообразных
Синтез-газ из природного газа получают с помощью технологических процессов, которые можно разделить на две большие группы:
парциальное окисление метана
СН4 + 1/2O2 = СО + 2Н2 — 10,62 ккал/моль (реакция 2)
и паровой риформинг
СН4 + Н2O = СО + 3Н2 + 54,56 ккал/моль (реакция 3)
Реакции (2) и (3) могут протекать в термическом и термокаталитическом режимах. Как правило, термокаталитические процессы дают более качественный конечный продукт с меньшим числом таких побочных продуктов, как вода и диоксид углерода.
В каждой из этих реакций образуется СO2, который вступает в реакцию с мета-
СН4 + СO2 = 2СО + 2Н2 + 62,05 ккал/моль (реакция 4)
Этот процесс, с одной стороны, позволяет использовать избыток СO2, образующийся в других технологических процессах, и, с другой стороны, служит рычагом управления составом синтез-газа, получаемого при реакциях (2) и (3).
Для производства ценных продуктов на следующих стадиях необходим синтез-газ с соотношением оксида углерода и водорода, равным приблизительно 1:2, и минимальным количеством балластных газов (СО2, азота и др.).
СИНТЕЗ ФИШЕРА-ТРОПША
Синтез Фишера-Тропша можно рассматривать как восстановительную олигомеризацию моноксида углерода в результате сложной комбинации реакций, которая в брутто-форме имеет следующий вид:
nСО + (2n + 1)Н2 = СnН2n + 2 + nН2O; (реакция 5)
2nCO + nН2 = СnН2n + nСO2
Состав конечных продуктов зависит от катализатора, температуры и соотношения СО и Н2.
На металлоокисном катализаторе получают метанол с примесью этанола и диметилового эфира. Это основной процесс получения метанола в мире, обычная мощность метанольных заводов составляет около 0,5 млн. т в год (Новомосковское ПО «АЗОТ»; кобальтовый катализатор). Для производства моторных топлив метанол перерабатывается в диметиловый эфир и далее в смесь разветвленных предельных углеводородов (процесс Mobil GTG в Мауи, Новая Зеландия; кобальтовый катализатор).