Thread Content
Каковы химические реакции синтеза метанола?
CO + 2H2 = CH3OH. Когда среди реагентов присутствует углекислый газ, он превращается в метанол по следующей реакции: CO2 + H2 = CO + H2O. Общая уравнение для двух этих реакций выглядит так: CO2 + 3H2 = CH3OH + H2O. Побочные реакции могут быть как параллельными, так и последовательными. Параллельные вторичные реакции: CO + 3 H2 → CH4 + H2O; 2CO + 2 H2 → CH4 + CO2; 4CO + 8 H2 → C4H9OH + 3 H2O; 2CO + 4 H2 → CH3OCH3 + H2O. При наличии металлов, таких как железо, кобальт, никель, может происходить также образование углерода. 2CO = CO2 + C. В результате происходят следующие второстепенные реакции: 2CH3OH = CH3OCH3 + H2O; CH3OH + nCO + 2nH2 = CnH2n+1; CH2OH + nH2O; CH3OH + nCO + 2(n–1)H2 = CnH2n+1; COOH + (n–1)H2O. Продукты этих второстепенных реакций могут далее подвергаться дегидратации, конденсации, ацилированию и другим реакциям, в результате чего образуются алкины, эфиры и другие побочные продукты. Когда в катализаторе присутствуют щелочные соединения, они образуются быстрее. Побочные продукты не только потребляют сырье, но и влияют на качество метанола и срок службы катализатора. В частности, реакция образования метана является сильно экзотермической, что затрудняет контроль температуры реакции. Кроме того, образовавшийся метан не может конденсироваться вместе с продуктами реакции; он циркулирует в системе циркуляции, что ещё больше ухудшает химический баланс и скорость основной реакции. Основные уравнения синтеза метанола из синтез-газа (CO, CO2 и H2):
CO + 2H2 → CH3OH; ΔH298℃ = –9018 кДж/моль.
CO2 + 3H2 → CH3OH + H2O; ΔH298℃ = –4916 кДж/моль
1) Основные реакции:
CO + 2H2 = CH3OH + Q
CO2 + 3H2 = CH3OH + H2O + Q
2) Вспомогательные реакции:
2CO + 4H2 = CH3OCH3 + H2O + Q
CO + 3H2 = CH4 + H2O + Q
4CO + 8H2 = C4H9OH + 3H2O + Q
CO2 + H2 = CO + H2O – Q
nCO + 2nH2 = (CH2)n + nH2O + Q
CO + 2H2 = CH3OH. Когда среди реагентов присутствует углекислый газ, он превращается в метанол по следующей реакции: CO2 + H2 = CO + H2O. Общая уравнение для двух этих реакций выглядит так: CO2 + 3H2 = CH3OH + H2O. Побочные реакции могут быть как параллельными, так и последовательными. Параллельные вторичные реакции: CO + 3 H2 → CH4 + H2O; 2CO + 2 H2 → CH4 + CO2; 4CO + 8 H2 → C4H9OH + 3 H2O; 2CO + 4 H2 → CH3OCH3 + H2O. При наличии металлов, таких как железо, кобальт, никель, может происходить также образование углерода. 2CO = CO2 + C. Серия вторичных реакций, происходящих при этом, заключается в следующем: 2CH3OH = CH3OCH3 + H2O; CH3OH + nCO + 2nH2 = CnH2n+1; CH2OH + nH2O; CH3OH + nCO + 2(n–1)H2 = CnH2n; COOH + (n–1)H2O