Получение из природного газа водорода уравнение

3. Составьте уравнения реакций получения из природного газа сажи, водорода, этилена, ацетилена.

Решебник по химии за 10 класс (А.М.Радецкий, 1999 год),
задача №3
к главе «Тема V. Природные источники углеводородов и их переработка. Работа 1(3) Природные источники углеводородов. Вариант 2».

Выделите её мышкой и нажмите CTRL + ENTER

Большое спасибо всем, кто помогает делать сайт лучше! =)

Нажмите на значок глаза возле рекламного блока, и блоки станут менее заметны. Работает до перезагрузки страницы.

Водород. Получение водорода.

Водород – широко распространенный элемент. Благодаря своей уникальности он может выступать в качестве окислителя и в качестве восстановителя. Существует несколько методов получения водорода.

Промышленный метод получения водорода .

1. Электролиз водных растворов солей (поваренная соль NaCl).

2. Пропускание паров поды над раскаленным коксом (Т = 1000 °С):

А на 2-ой стадии водяной газ пропускают над оксидом железа (III) при температуре около 450°С:

Часто эту реакцию называют реакцией сдвига.

3. Получение из природного газа. Основа – конверсия метана (основной компонент природного газа, СН₄) с водяным паром. В итоге получается обратимая смесь, которая называется синтез-газом. Условия протекания процесса: никелевый катализатор и 1000°С:

Эту реакцию часто используют для получения водорода для реакции Габера (синтез аммиака).

4. Крекинг нефтяных продуктов.

Лабораторный метод получения водорода.

1. Под воздействием разбавленных кислот на металлы, которые стоят в ряду напряжения левее водорода.

2. Электролиз растворов кислот, щелочей на катоде выделяется водород.

Получение водорода из природного газа

Вы будете перенаправлены на Автор24

Применение водорода и его получение не из природного газа

Водород – это самый легкий химический элемент периодической системы.

Водород сегодня используется во многих отраслях промышленности. Основные объемы водорода используются в:

1. Химической промышленности. В данной отрасли промышленности используется 54 % получаемого водорода для производства аммиака. Полученный таким образом аммиак используется для изготовления удобрений, взрывчатых веществ, пластмассы и т.п.
2. Нефтяной промышленности. В данной отрасли промышленности используется 35 % получаемого водорода. Он применяется для осуществления процессов гидроочистки и гидрокрекинга, с целью увеличения качества готовой продукции, а также глубины переработки нефтяного сырья.
3. Пищевой промышленности. В данной отрасли промышленности водород используется для производства маргарина и пищевых добавок Е949.
4. Косметической промышленности. В данной отрасли промышленности водород используется для производства мыла и других косметических средств.
5. Транспортной промышленности. В данной отрасли промышленности водород используется для изготовления топлива для автомобилей на водородных элементах (Toyota Mirai, Hyundai Nexo и другие).
6. Метеорологии. В данной отрасли промышленности водородом заполняются оболочки метеозондов.
7. Топливной промышленности. В данной отрасли промышленности водород используется для производства ракетного топлива.
8. Энергетической промышленности. В данной отрасли промышленности водород используется в качестве охладителя для электрических генераторов.

Методом получения водорода не из природного газа являются электролиз воды. Данный процесс производства водорода заключается в разложении воды на два элемента – кислород и водород, формула выглядит следующим образом: $2H_2O = 2H_2+O_2$. Всего на такой способ получения водорода приходится около 5 % от общего объема. Самым старым методом получения водорода является газификация угля. Метод заключается в одновременном воздействии на уголь кислородом и водяным паром. Еще одним способом получения водорода не из природного газа является биохимическое расщепление воды. Метод основан на получении водорода в специальных фотобиореакторах при помощи водорослей.

Получение водорода из природного газа

Природный газ – это большое скопление газов в недрах Земли, которые образовались в результате анаэробного разложения органических веществ

Получение водорода из природного газа осуществляется следующими основными способами:

Готовые работы на аналогичную тему

1. Парокислородная конверсия метана.
2. Крекинг метана.
3. Пиролиз природного газа.

Основным компонентом природного газа является метана. Метан представляет собой большую молекулу, которая состоит из атома углерода и четырех атомов водорода. Так как метан сильно «обогащен» водородом, то получение из него водорода является самым рентабельным способом. Процесс отделения водорода от углерода осуществляется в химических паровых реформерах с подводом теплоты при температуре до 8500 градусов по Цельсию через стенку трубы на каталитических поверхностях, которые изготавливаются из корунда, никеля и других материалов. В результате подвода теплоты протекает следующая химическая реакция:

$CH_4 + H_2O = CO + 3H_2$

Далее протекает реакция с «угарным газом», которая выглядит следующим образом:

$CO + H_2O = CO + H_2$

Себестоимость такого способа получения водорода составляет около 2-7 долларов за 1 килограмм водорода. Также иногда вместе с паром в установку подается кислород, процессы аналогичные, за исключением того, что при подаче кислорода также происходит реакция окисления метана кислородом:

$CH_4 + O_2 = 2CO + 3H_2$

При таком процессе тепловой эффект равен нулю.

В настоящее время уже разработан мембранный проточный аппарат, с помощью которого можно получать водород с чистотой почти 100%, при конверсии чистота кислорода составляет около 72 %.

Крекинг метана заключается в нагреве сжиженного метана температурой от 1000 до 1400 градусов по Цельсию. В результате нагрева метан разлагается на карбон и гидроген. Данный способ отличается от конверсии своей простотой. Недостаток его заключается в высоком уровне пожароопасности процесса, а также в высокой стоимости необходимого оборудования.

Пиролиз природного газа производится с разделение и одновременным удалением из зоны, где протекает процесс, твердых фракции (кокс, сажа) и газовой фракции (водорода), при температуре от 900 до 1900 градусов по Цельсию. Время пребывания исходного газа в теплообменнике регулируется с помощью изменения его масс-объемного состояния. Преимуществами этого способа являются: низкая себестоимость конечного продукта, использование не дефицитного сырья, отсутствие вредного воздействия на окружающую среду.