Продукты переработки природного газа уравнение реакции

Получение химических продуктов на основе

синтез газа (СО + Н₂)

Впервые синтез-газ был получен газификацией каменного угля ещё в 30-е годы XIX века в Англии с целью получения горючих газов (водорода, метана, монооксида углерода). Этот процесс широко использовался многими странами до 50-х годов XX века, а затем был вытеснен методами, использующими в качестве сырья нефть и природный газ. Следует отметить, что в последнее время газификация снова становится актуальной в связи с наступающим дефицитом нефти и, в перспективе, природного газа.

В настоящее время промышленная переработка природного газа обязательно включает в себя стадию получения синтез-газа. Синтез на основе СО и Н₂ представляет огромный интерес, т. к. позволяет из двух простейших соединений получить ценные химические продукты. Развитие таких синтезов дало новый толчок исследованию катализаторов, способных активировать инертные молекулы СО и Н₂ (активация молекул — это перевод их в более реакционноспособное состояние). Широкое развитие в этой области получил катализ комплексами переходных металлов (металлокомплексный) — новый тип катализа.

Смесь Н₂ и СО можно получить из природного газа следующими способами:

а) Паровая конверсия природного газа водяным паром.

ΔН_298ºС = -206 кДж/моль

б) Окисление природного газа кислородом.

ΔН_298ºС = 41,2 кДж/моль

В промышленности часто совмещают эти оба способа.

в) окисление природного газа двуокисью углерода.

ΔН_298ºС = -247 кДж/моль

г) Термоокислительный пиролиз метана (без катализаторов, в пламени частично сжигаемого метана) — производство ацетилена.

Экономическую целесообразность конверсии природного газа в синтез-газ и дальнейшей его переработки отражает соотношение стоимости сырьевого природного газа и продуктов его переработки:

Дата добавления: 2016-06-24 ; просмотров: 497 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Продукты переработки природного газа уравнение реакции

Назовите основные продукты химической переработки природного газа и укажите процессы, с помощью которых их получают. Запишите уравнения соответствующих реакций.

Основные продукты химической переработки природного газа

Синтез газ. Получают его с помощью процесса конверсии:
CH₄ + H₂O t ⟶ CO + 3H₂
Из синтез газа получают синтетический бензин и метиловый спирт:
nCO + (2n + 1)H₂ кат. ⟶ C_nH_2n+2 + nH₂O
CO + 2H₂ кат. ⟶ CH₃OH

Углерод (сажу), водород и ацетилен. Получают их с помощью пиролиза:
CH₄ t ⟶ C + 2H₂
2CH₄ t ⟶ C₂H₂ + 3H₂

Продукты переработки природного газа уравнение реакции

FOR-DLE.ru — Всё для твоего DLE 😉
Привет, я Стас ! Я занимаюсь так называемой «вёрсткой» шаблонов под DataLife Engine.

На своем сайте я выкладываю уникальные, адаптивные, и качественные шаблоны. Все шаблоны проверяются на всех самых популярных браузерх.
Раньше я занимался простой вёрсткой одностраничных, новостных и т.п. шаблонов на HTML, Bootstrap. Однажды увидев сайты на DLE решил склеить пару шаблонов и выложить их в интернет. В итоге эта парочка шаблонов набрала неплохую популярность и хорошие отзывы, и я решил создать отдельный проект.
Кроме шаблонов я так же буду выкладывать полезную информацию для DataLife Engin и «статейки» для веб мастеров. Так же данный проект будет очень полезен для новичков и для тех, кто хочет правильно содержать свой сайт на DataLife Engine. Надеюсь моя работа вам понравится и вы поддержите этот проект. Как легко и удобно следить за обновлениями на сайте?
Достаточно просто зарегистрироваться на сайте, и уведомления о каждой новой публикации будут приходить на вашу электронную почту!

Задание2
Назовите основные продукты химической переработки природного газа и укажите процессы, с помощью которых их получают. Запишите уравнения соответствующих реакций.
Углерод (сажа), водород и ацетилен. Процесс получения: пиролизом (нагреванием без доступа воздуха)
CH₄ t ⟶ C + 2H₂↑
2CH₄ t ⟶ C₂H₂ + 3H₂↑
Синтез-газ. Процесс получения: конверсия (превращение) водяных паров с метаном:
CH₄ + H₂O t ⟶ CO + 3H₂↑
Бензин и метиловый спирт Процесс получения: промышленный синтез :
nCO + (2n+1) H₂ кат. ⟶ C_nH_2n+2 + nH₂O
CO + 2H₂ кат. ⟶ CH₃OH
Галогенпроизводные. Процесс получения: галогенирование (присоединение галогенов) :
CH₄ + Cl₂ свет ⟶ CH₃Cl + HCl
CH₃Cl + Cl₂ свет ⟶ CH₂Cl₂ + HCl
CH₂Cl₂ + Cl₂ свет ⟶ CHCl₃ + HCl
CHCl₃ + Cl₂ свет ⟶ CCl₄ + HCl

Задание 2
Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
а) CH₄ ⟶ HC≡CH ⟶ CH₂=CHCl ⟶ (–CH2–CHCl–)_n
2CH₄ t ⟶ HC≡CH + 3H₂
HC≡CH + HCl ⟶ CH₂=CHCl
nCH₂=CHCl кат. ⟶ (―CH₂―CHCl―)_n
б) CH₄ ⟶ CH₃Cl ⟶ CH₃OH ⟶ CO₂
CH₄ + Cl₂ свет ⟶ CH₃Cl + HCl
CH₃Cl + NaOH ⟶ CH₃OH + NaCl
2CH₃OH + 3O₂ ⟶ 2CO₂ + 4H₂O
в) CH₄ ⟶ CO ⟶ C_nH_2n+2
CH₄ + H₂O t ⟶ CO + 3H₂
CO + 2H₂ кат. ⟶ C_nH_2n+2 + nH₂O

Задание 3
Укажите важнейшие месторождения природного газа в Российской Федерации. Найдите их на карте полезных ископаемых нашей страны. Уренгой, Ямбург, Бованенковское, Штокмановское, Ленинградское, Русановское, Заполярное, Медвежье, Астраханское, Западно-Камчатский шельф, Сахалин, Среднеботуобинское нефтегазоконденсатное месторождение, Оренбургское газоконденсатное месторождение, Игримское, Ледовое, Ковыктинское.

Задание 4 Объёмные доли алканов в природном газе некоторого месторождения равны: метан – 82%, этан – 12%, пропан – 6%. Определите их массовые доли.
Дано: φ(CH₄)=82%, φ(C₂H₆)=12%, φ(C₃H₈)=6%
Найти: ω(CH₄)-?, ω(C₂H₆)-?, ω(C₃H₈)-?
Решение
1. Допустим имеется 1 л природного газа. Вычисляем объём каждого газа в смеси природного газа:
V(CH₄)=φ(CH₄)•V(смеси) : 100%=82% • 1 л : 100%= 0,82 л
V(C₂H₆)=φ(C₂H₆)•V(смеси) : 100%=12% • 1 л : 100%= 0,12 л
V(CH₄)=φ(C₃H₈)•V(смеси) : 100%=6% • 1 л : 100%= 0,06 л
2. Вычисляем массу каждого газа.
M(CH₄)=16 г/моль, M(C₂H₆)=30 г/моль, M(C₃H₈)=44 г/моль
m(CH₄)=V(CH₄)•M(CH₄):V_m=0,82 л • 16 г/моль : 22,4 л/моль = 0,586 г
m(C₂H₆)=V(C₂H₆)•M(C₂H₆):V_m=0,12 л • 30 г/моль : 22,4 л/моль = 0,161 г
m(C₃H₈)=V(C₃H₈)•M(C₃H₈):V_m=0,06 л • 44 г/моль : 22,4 л/моль = 0,118 г
3. Вычисляем массу смеси природного газа:
m(смеси)=m(CH₄)+m(C₂H₆)+m(C₃H₈)=0,586 г + 0,160 г + 0,118 г = 0,864 г
4. Определяем массовые доли каждого газа в смеси природного газа.
ω(CH₄)=(m(CH₄):m(смеси)) •100% =(0,586 г : 0,864 г) • 100% = 67,8%
ω( C₂H₆ )=(m( C₂H₆ ):m(смеси)) •100% =(0,161 г : 0,864 г) • 100% = 18,6 %
ω( C₃H₈ )=(m( C₃H₈ ):m(смеси)) •100% =(0,118 г : 0,864 г) • 100% = 13,6 %
Ответ: ω(CH₄)=67,8%, ω(C₂H₆)=18,6%, ω(C₃H₈)=13,6%

Задание 5 Рассчитайте объём воздуха (содержащего 20% кислорода), необходимого для сжигания 100 м 3 природного газа (н.у.), в котором объёмные доли метана, этана, пропана и азота равны соответственно 80%, 12%, 6% и 2%.
Дано: φ(O₂)=20%, V(смеси)=100 м 3 , φ(CH₄)=80%, φ(C₂H₆)=12%, φ(C₃H₈)=6%, φ(N₂)=2%
Найти: V(воздуха)-?
Решение
В смеси природного газа азот не поддерживает горение.
1. Вычисляем объём метана, этана и пропана в смеси природного газа:
V(CH₄)=φ(СН₄)•V(смеси):100%=80%•100 м 3 :100%=80 м 3
V(C₂H₆)=φ(C₂H₆)•V(смеси):100%=12%•100 м 3 :100%=12 м 3
V(C₃H₈)=φ(С₃Н₈)•V(смеси):100%=6%•100 м 3 :100%=6 м 3
2. Составляем химические уравнения сжигания метана, этана и пропана:
СН₄ + 2О₂ → СО₂ + 2Н₂О (1)
2С₂Н₆ + 7О₂ → 4СО₂ + 6Н₂О (2)
2С₃Н₈ + 10О₂ → 6СО₂ + 8Н₂О (3)
Согласно закону объёмных отношений Гей-Люссака по уравнению реакции (1) имеем V(СН₄):V₁(О₂)=1:2 , поэтому
V₁(О₂)=2•V(CH₄)=2•80 м 3 =160 м 3
Согласно закону объёмных отношений Гей-Люссака п о уравнению реакции (2) имеем V(С₂Н₆):V₂(О₂)=2:7 , отсюда по свойству пропорции имеем 2•V(O₂)=7•V(C₂H₆), поэтому V₂(О₂)=7•V(C₂H₆):2=7•12 м 3 : 2=42 м 3
Согласно закону объёмных отношений Гей-Люссака п о уравнению реакции (3) имеем V(С₃Н₈):V₃(О₂)=2:10=1:5 , поэтому
V₃(О₂)=5•V(C₃H₈)=5•6 м 3 =30 м 3

3. Рассчитываем общий объём кислорода, необходимый для сжигания 100 м 3 природного газа: