Синтез газын өндүрүүнүн ар кандай өнөр жай процессинде, СОну суутекке айландыруу үчүн суу газынын жылыш реакциясынын жүрүшүн колдонуу маанилүү звено болуп саналат.
Бул реакция кайтарымдуу экзотермикалык реакция болуп саналат. Температура канчалык жогору болсо, тиешелүү тең салмактуулук конверсиясы ошончолук төмөн болот. Ошол эле учурда, бул реакция типтүү каталитикалык реакция болуп саналат. Катализатор жок болгондо, 700°Cде реакцияга кирүү кыйын. Катализатордун катышуусунда реакциянын температурасы бир топ төмөндөйт. Жогорку температурадагы жылышуу катализаторун колдонгондо, реакциянын температурасы 300 ~ 500°C; төмөнкү температурадагы жылышуу катализаторун колдонгондо, реакциянын температурасы 200-400°C (22-таблица). Реакция изомолекулярдык реакция болгондуктан, басым реакциянын тең салмактуулугуна эч кандай таасир этпейт, бирок басымдын иштеши өндүрүш интенсивдүүлүгүн жана реакция ылдамдыгын жакшырта алат.
Реакциянын баштапкы этабында процесс тең салмактуулук чегинен алыс жана кинетика менен башкарылат. Температураны жогорулатуу реакциянын ылдамдыгын бир топ жакшыртып, процесстин натыйжалуулугун жогорулатат. Реакциянын кийинки этабында процесстин конверсиясы термодинамикалык тең салмактуулук менен чектелет. Жогорку температурадагы термодинамикалык тең салмактуулук конверсиясы салыштырмалуу төмөн. Ошондуктан, реакциянын кийинки этабында СО конверсиясын жакшыртуу үчүн төмөнкү температуралык операцияны колдонуу керек. Процесстин термодинамикалык жана кинетикалык мүнөздөмөлөрү СО конверсия процесси өзгөрүлмө температуралык операцияны кабыл алышы керектигин аныктайт.
Реакциянын баштапкы этабында процесс тең салмактуулук чегинен алыс жана кинетика менен башкарылат. Температураны жогорулатуу реакциянын ылдамдыгын бир топ жакшыртып, процесстин натыйжалуулугун жогорулатат. Реакциянын кийинки этабында процесстин конверсиясы термодинамикалык тең салмактуулук менен чектелет. Жогорку температурадагы термодинамикалык тең салмактуулук конверсиясы салыштырмалуу төмөн. Ошондуктан, реакциянын кийинки этабында СО конверсиясын жакшыртуу үчүн төмөнкү температуралык операцияны колдонуу керек. Процесстин термодинамикалык жана кинетикалык мүнөздөмөлөрү СО конверсия процесси өзгөрүлмө температуралык операцияны кабыл алышы керектигин аныктайт.
Реакция балансынын чектелүүлүгүнөн улам, СО төмөнкү температурадагы суу газын айландыргандан кийин терең айландырылса да, анын курамы дагы эле 1% тегерегинде, бул кийинки көптөгөн процесстердин колдонуу талаптарына жооп бере албайт. Өнөр жайда ал, адатта, кээ бир химиялык реакциялар менен жок кылынат. СО жана О2 көп сандагы суутектин катышуусунда тандалма кычкылдануусу СО2 пайда кылат, ал эми суутек менен О2 да реакцияга оңой кирет. Ошондуктан, процесс реакциянын температурасына жана катализатордун түрүнө түздөн-түз көз каранды [29301].
Дагы бир өнөр жайлашкан процесс - бул метанды өндүрүү үчүн никель негизиндеги катализатордо көп өлчөмдөгү суутек менен СОну гидрогендештирүү.
Суу газын трансформациялоодон жана СО2 бөлүп алуудан кийин, газдын негизги компоненттери Н2 жана СО2 болуп калат. Синтетикалык аммиак өнөр жайында алгач СО2 бөлүнүп алынышы керек. Бул СО2 кийинки бөлүмдө суутек менен пайда болгон аммиак менен реакцияга кирип, аммоний бикарбонатын, аммоний карбонатын же мочевинаны жана башка химиялык жер семирткичтерди пайда кылып, СО2ни максималдуу пайдаланууга жетише алат. Бул процессте СО2 менен Н2ни бөлүү технологиясы негизинен СО2ни кайра иштетүүгө мүмкүн экендигин камсыз кылуу үчүн колдонулат.
Протон мембранасынын күйүүчү май элементтери сыяктуу суутек колдонмолору үчүн CO2 ордуна суутек гана колдонулат. CO2 пайдасыз эмиссияга айланат, аларды башка минералдашуу процесстери менен (мисалы, тамак-ашка керектүү кальций карбонатын өндүрүү) айкалыштыруу керек болушу мүмкүн.
Бирок, СО2 бөлүүнүн бардык процесстеринде СО2ни сиңирүү үчүн органикалык аминди же метанолду колдонуу жакшыраак жол болуп саналат. Айрыкча, СО2ни метанол менен төмөнкү температурада сиңирүү процессинде, көптөгөн газдардын эригичтиги төмөнкү температурада жогорулайт. Суутектин эригичтиги гана температура менен чектелбейт, ал эми температура канчалык төмөн болсо, эригичтиги ошончолук төмөн болот. Ал Н2 бөлүү үчүн жакшы селективдүүлүктү көрсөтөт.
СО2ди калыбына келтирүү процессинде, суутектин бөлүнүп чыгышына зыян келтирбөө максатында, процесстин үнөмдүүлүгүн камсыз кылуу үчүн СО менен күчтүү айкалышып кетүүчү кымбат реагенттерди (мисалы, каустикалык сода) колдонуудан алыс болууга аракет кылыңыз.
Жарыяланган убактысы: 2021-жылдын 10-декабры