Istoria omenirii cunoaște destul de multe exemple, când, datorită necesității, s-au născut abordări cardinale noi în rezolvarea problemelor vitale existente. De exemplu, în Germania, între prima și a doua războaie mondiale, lipsite de acces la surse mari de petrol, au fost necesare lipsuri serioase de combustibil, ceea ce era necesar pentru funcționarea echipamentului civil și militar.
Cu rezerve substanțiale de cărbune fosil, Germania a început să caute modalități de transformare a acestuia în combustibil lichid adecvat pentru motoarele cu combustie internă. Această problemă a fost rezolvată datorită eforturilor unor chimiști excelenți, dintre care Franz Fisher, directorul Institutului Kaiser Wilhelm pentru Cercetare în domeniul cărbunelui, merită să menționeze separat.
Astfel, a apărut faimoasa metodă de sinteză a hidrocarburilor din monoxidul de carbon, care a fost numită de atunci metoda Fischer-Tropsch. Datorită acestei metode, un amestec de hidrogen și monoxid de carbon în diferite rapoarte poate fi ușor obținut atât din cărbune, cât și din orice altă materie primă conținând carbon. Amestecul de gaze obținut ca rezultat al acestui proces a început să se numească syngas.
Compoziție de gaz de sinteză
De asemenea, adăugarea syngaz acestor substanțe pot conține alte substanțe - inertelor (N2) și compuși ai sulfului (H2S), în cazul în care materia primă care conține sulf. Din prezența inutilă în gazul de sinteză a substanțelor precum dioxidul de carbon și sulful sunt eliminate prin purificare cu solvenți selectivi.
Metode de producere a gazului de sinteză
Prima metodă cunoscută de producere a gazului de sinteză a fost gazificarea cărbunelui. Această metodă a fost implementată în Anglia în anii 30 ai secolului al XIX-lea și în multe țări ale lumii până în anii 50 ai secolului XX. Ulterior, această tehnică a fost înlocuită cu metode bazate pe utilizarea petrolului și a gazelor naturale. Cu toate acestea, datorită unei reduceri semnificative a resurselor petroliere mondiale, semnificația procesului de gazificare a cărbunelui a început din nou să crească. În plus, datorită unui proces esențial precum procesarea deșeurilor solide. oamenii de știință au învățat să extragă gaz de sinteză din surse noi, neconvenționale.
Astăzi, există trei metode principale pentru obținerea gazului de sinteză.
1. Gazificarea cărbunelui. Acest proces se bazează pe interacțiunea cărbunelui cu vaporii de apă și are loc în conformitate cu formula:
Această reacție este endotermică, iar echilibrul la 900-1000 de grade Celsius este deplasat spre dreapta. Diferite procese au fost dezvoltate care folosesc suflare cu abur-oxigen, prin reacție de adiție cu respectiva reacție exotermă paralelă a arderii cărbunelui, care asigură echilibrul termic necesar. Formula sa este:
2. Conversia metanului. Această reacție a interacțiunii vaporilor de apă cu metan se realizează la o temperatură ridicată (800-900 grade) și presiune în prezența catalizatorilor de nichel (Ni-Al2O3). Formula pentru acest proces este:
CH4 + H20 - CO + 3H2.
De asemenea, ca materie primă în acest proces, orice materie primă care conține o hidrocarbură poate fi utilizată în locul metanului.
3. Oxidarea parțială a hidrocarburilor. Acest proces, care se produce la temperaturi de peste 1300 de grade, este oxidarea termică a hidrocarburilor. Formula pentru această reacție este:
CnH2n + 2 + 1 / 2nO2 → nCO + (n + 1) H2.
Această metodă este aplicabilă oricărei materii prime care conține hidrocarburi, dar cea mai frecvent utilizată este o fracțiune cu punct de fierbere ridicat de motorină.
Producția Syngas
În prezent, producția de gaz de sinteză se îmbunătățește în mod constant, deoarece cererea pentru această materie primă crește constant în fiecare an. In prezent, oamenii de știință sunt în curs de dezvoltare de proiecte de gazificare subterană a cărbunelui, care este, se preconizează că producția de gaz de sinteză va fi direct în cusătura de cărbune adânc subteran. Este interesant faptul că o idee similară a fost deja exprimată de faimosul om de știință rus D.I. Mendeleev, și acum mai bine de 150 de ani.
De asemenea, datorită dezvoltării moderne de astăzi syngaz învățat nu numai că primesc gazeificarea cărbunelui și a petrolului, dar, de asemenea, mai multe surse neconvenționale de carbon, până la menajere și deșeuri agricole. Astfel, astăzi instalațiile de prelucrare a deșeurilor pot extrage astfel de materii prime valoroase ca sinteza gazului în procesul de eliminare a deșeurilor.
Utilizarea gazului de sinteză
Astăzi, gazul de sinteză este utilizat în industria chimică pentru a produce diferite materii prime. În plus, este utilizat și ca sursă ecologică de căldură și energie. Arzând gazul de sinteză, puteți obține o mulțime de căldură, care poate fi utilizată într-o varietate de scopuri.
In plus, gazul de sinteză este utilizat ca materie primă pentru metanol sau combustibil lichid sintetic, care în caracteristicile lor nici un fel inferior celui tradițional.
Articole similare
-
Metode de producere a sulfatului de potasiu - Manualul chimistului 21
-
Steranios 2% instrucțiuni, compoziție chimică, regimuri de aplicare, analogi
Trimiteți-le prietenilor: