Какие продукты можно получить из метана
Содержание статьи
Справочник химика 21
Физико-химическая характеристика реакции получения ацетилена из метана. При нагревании метана и других углеводородов до очень высоких температур (пиролиз) образуется газовая смесь, в которой содержатся водород, этилен и другие олефины, ацетилен и высшие ацетиленовые углеводороды, ароматические углеводороды и непрореагировавший метан. Получается также сажа. Многочисленность продуктов указывает, что этот дроцесс сложный. Он включает, очевидно, ряд реакций, протекающих как параллельно, так и последовательно. Выделим из них реакцию образования ацетилена [c.250]
Промышленность органического синтеза вырабатывает химические продукты для производства пластмасс, резины, красителей, синтетических волокон и т. д. Все эти материалы получают в основном из нефтяных и природных газов. Главный компонент природного газа — метан — используется как топливо в промышленности и для бытовых нужд. Природный газ добывается в колоссальных количествах. Ночью на газовых промыслах видны факелы это сжигают избыток газа, который не успевают перекачать по трубопроводу. [c.108]
Вопросы, связанные с промышленным производством всех продуктов, дающих биотехнологии источники углерода и энергии для роста микроорганизмов н биосинтеза, в этой главе подробно рассматриваться не будут. Здесь будут кратко изложены основы технологии наиболее важных веществ, в первую очередь субстратов для биосинтеза микробного белка. К ним относятсяУпара-финовые углеводороды нормального строения етанол, этанол, метан как компонент природного газа и углеводы различного происхождения, прежде всего гидролизаты растительного сырья. Белок одноклеточных можно получать с утилизацией некоторых отходов целлюлозно-бумажного производства, химической и нефтехимической промышленности, которые, однако, не применяются в других процессах микробиологического синтеза. [c.33]
Процесс окисления метилового спирта в формальдегид является одним из важнейших промышленных химических процессов, так как формальдегид широко используется в промышленности и главным образом в производстве пластмасс. В настоящее время этот процесс в промышленности ведется на серебряных катализаторах, нанесенных на различные носители. Процесс ведется при температуре 600-700 , при этом получается большое количество побочных продуктов углекислый газ, окись углерода, метан и др. Выход по пропущенному метанолу доходит до 73%, расход метанола на побочные продукты реакции достигает 12%. [c.232]
При нагревании без доступа воздуха некоторых сортов каменного угля (коксующиеся угли) из них выделяются такие вещества, как водород, метан, окись углерода, кислород, двуокись углерода, аммиак, сернистые соединения, ароматические и смолистые вещества. В результате нагревания получают два вида продукции кокс, используемый в металлургической промышленности, и коксовый газ, являющийся сырьем для химической промышленности. Из 1 т угля получают около 800 кг кокса, 300-350 газа, около 10 кг ароматических соединений, 2-4 кг аммиака и другие продукты. [c.141]
В настоящее время разработаны процессы, позволяющие получать эти крайне важные химически активные вещества прямым окислением метана и, соответственно, этилена. Таким образом, из простейших углеводородов, какими являются метан, этан и этилен, прямым окислением получаются соединения, обладающие большой реакционной способностью и служащие исходным материалом для получения самых сложных синтетических продуктов — пластических масс, высококачественных смазочных масел, каучука, сахаров и др. [c.5]
Индивидуальные газообразные углеводороды, которые получаются либо непосредственно из сырой нефти или природного газа, либо путем крекинга более тяжелых нефтепродуктов, используются для производства химических продуктов, пластмасс и синтетического каучука (см. гл. XIII) или как сырье процессов каталитического превращения — полимеризации и алкилирования, ведущих к получению жидких углеводородов (см. гл. II). Большинство процессов каталитического превращения базируется на использовании реакционной способности олефинов и диолефинов, которые содержатся в газе. Часто ненасыщенные соединения получают дегидрированием пли деметанизацией насыщенных углеводородов приблизительно такого же молекулярного веса. Так, этан моншо дегидрировать в этилен, а пропан либо дегидрировать в пропилен, либо разложить па этилен и метан. Эти и подобные реакции [1 -10]1 имеют место в термических процессах, протекающих при 550-750° С. Термическое разложение Taiioro типа легко объясняется радикальным механизмом. По существу аналогичный характер имеют реакции разложения жидких углеводородов. Тел не менее дегидрирование H-oj xana и к-бутиленов, которое [c.296]
Метан используется в основном как дешевое топливо. Из него также получают многие ценные химические продукты ацетилен, галогенопроизнодные, метиловый спирт (через синтез-газ, получаемый окислением метана), формальдегид и др. Метан служит для производства такого ценного сырья, как газовая сажа СН4 + 0г -«С + гИзО. [c.58]
Каменный уголь применяют в основном для получения металлургического кокса, необходимого дня выплавки металлов из ру . Процесс коксования — это высокотемпературное (около 1000 С) разложение угля без доступа воздуха. При этом, кроме основного продукта, получают каменноугольную смолу, коксовый газ, аммиачную воду. Все эти вещества — ценное сырье хими-ческо1Ч промышленности. В зависимости от химического состава каменных углей и качества получаемого кокса они идут па коксование, химическую переработку (при высоком содержании летучих веществ) или сжигаются как топливо. В сосгав летучих веществ входят пары воды, углекислота, оксид углерода, водород, Метан и другое более сложные газообразные углеводороды. Горючая летучая часть (без паров воды) обозначается буквой V. Содержание летучих веществ относят к горючей массе топлива (у)- Величина 100 — определяет процентный состав кокса [c.123]
Не подлежит сомнению возможность химической переработки природных гелионосных газов с целью получения сажи, синтетического аммиака, метанола, фармацевтических препаратов, взрыв-, чатых веществ, для производства формальдегида и пр. Подобная химическая переработка природных гелионосных газов могла // бы в корне изменить экономику гелиевого производства. Больше того, мefaн может быть в ряде случаев использован не как химическое сырье, а как моторное топливо. Сжижение метана и азота, являющихся основными компонентами природных гелионосных газов, молшо осуществить таким образом, что в первом цикле сжижения будет выделяться практически чистый метан, вполне пригодный в качестве моторного топлива. Осуществление того или иного метода комплексного использования сырья позволило бы получать гелиевый концентрат в виде побочного продукта, а стоимость чистого гелия ограничивалась бы небольшими расходами по очистке концентрата. [c.109]
Четыреххлористый углерод — наиболее широко применяемый в промышленности растворитель для самых различных органических продуктов. Большое количество четыреххлористого углерода применяется как негорючее очищающее средство в прачечных и в предприятиях химической чистки (азордин). Оп служит растворителем в различных процессах хлорирования. Из него получают также смешапный хлорированно-бромированный метан, являющийся исключительно эффективным огнегасящим средством. [c.119]
Подвергая гетерогенному пиролизу метан, хемосорбированный на поверхности вольфрамовой проволоки, импульсным нагревом Рай и Хамсен [57] получили масспектрометрические данные, свидетельствующие об образовании радикала СН3. До настоящего времени ни разу не удалось обнаружить атомарный водород как продукт реакции СН4 СНз + Н , хотя, например, по схеме Райса — Дулея его концентрация должна была быть значительной [4[. По-видимому, это является следствием высокой химической активности атомов Н, что должно приводить к их исчезновению сразу же после образования, например, в результате быстрой [58] реакции [c.217]
Эта попытка выражения механизма пиролиза при помощи простого химического уравнения, как показали позднее Бон и Коуард, неудовлетворительна. Люис нашел, что ароматические углеводороды образуются при выдерживании продуктов реакции в горячей зоне (800-900°). При значительно более высоких температурах получаются ацетилен, углерод и водород Влияние идей Бертело на химию термического разложения следует из того, что Люис полностью принимал его гипотезу, что метан первоначально превращается в ацетилен и водород. [c.39]
Оба ЭТИ опыта хорошо подтверждают предположение о кратковременности существования радикалов и их гидрировании вметан. Холлингс и Кобб также от мечают, что этан быстро разрушается при 800°, но все-таки некоторое количество его еще остается после 46 секунд нагревания. Главными органическими продуктами реакции являются метан и этилен. Брэдлей и Парр» указывают, что углеводороды содержащие 2 атома углерода,- этан, этилен и ацетилен, — не могут служить разбавителями при пиролизе таких веществ, как ксилол при температурах выше 600° они оказывают большое химическое действие. Они считают, что указанные углеводороды полностью разлагаются выше 725°. Эти цифры, несмотря на то, что они получены в присутствии катализаторов, кажутся слишком низкими. Недавний патент описывает получение этилена нагреванием этана (из натурального газа) выше 500°. [c.46]
Источник
Метан: способы получения и свойства
Метан CH4 — это предельный углеводород, содержащий один атом углерода в углеродной цепи. Бесцветный газ без вкуса и запаха, легче воды, нерастворим в воде и не смешивается с ней.
Все алканы — вещества, схожие по физическим и химическим свойствам, и отличающиеся на одну или несколько групп -СН2- друг от друга. Такие вещества называются гомологами, а ряд веществ, являющихся гомологами, называют гомологическим рядом.
Самый первый представитель гомологического ряда алканов — метан CH4, или Н-СH2-H.
Продолжить гомологический ряд можно, последовательно добавляя группу -СН2- в углеводородную цепь алкана.
| Название алкана | Формула алкана |
| Метан | CH4 |
| Этан | C2H6 |
| Пропан | C3H8 |
| Бутан | C4h20 |
| Пентан | C5h22 |
| Гексан | C6h24 |
| Гептан | C7h26 |
| Октан | C8h28 |
| Нонан | C9H20 |
| Декан | C10H22 |
Общая формула гомологического ряда алканов CnH2n+2.
Первые четыре члена гомологического ряда алканов — газы, C5-C17 — жидкости, начиная с C18 — твердые вещества.
В молекуле метана встречаются связи C-H. Связь C-H ковалентная слабополярная. Это одинарная σ-связь. Атом углерода в метане образует четыре σ-связи. Следовательно, гибридизация атома углерода в молекуле метана- sp3:
При образовании связи С-H происходит перекрывание sp3-гибридной орбитали атома углерода и s-орбитали атома водорода:
Четыре sp3-гибридные орбитали атома углерода взаимно отталкиваются, и располагаются в пространстве так, чтобы угол между орбиталями был максимально возможным.
Поэтому четыре гибридные орбитали углерода в алканах направлены в пространстве под углом 109о 28′ друг к другу:
Это соответствует тетраэдрическому строению молекулы.
Например, в молекуле метана CH4 атомы водорода располагаются в пространстве в вершинах тетраэдра, центром которого является атом углерода
Для метана не характерно наличие изомеров — ни структурных (изомерия углеродного скелета, положения заместителей), ни пространственных.
Метан — предельный углеводород, поэтому он не может вступать в реакции присоединения.
Для метана характерны реакции:
- разложения,
- замещения,
- окисления.
Разрыв слабо-полярных связей С — Н протекает только по гомолитическому механизму с образованием свободных радикалов.
Поэтому для метана характерны только радикальные реакции.
Метан устойчив к действию сильных окислителей (KMnO4, K2Cr2O7 и др.), не реагирует с концентрированными кислотами, щелочами, бромной водой.
1. Реакции замещения
Для метана характерны реакции радикального замещение.
1.1. Галогенирование
Метан реагирует с хлором и бромом на свету или при нагревании.
При хлорировании метана сначала образуется хлорметан:
Хлорметан может взаимодействовать с хлором и дальше с образованием дихлорметана, трихлорметана и тетрахлорметана:
Химическая активность хлора выше, чем активность брома, поэтому хлорирование протекает быстро и неизбирательно.
Бромирование протекает более медленно.
Реакции замещения в алканах протекают по свободнорадикальному механизму.
Свободные радикалы R∙ — это атомы или группы связанных между собой атомов, которые содержат неспаренный электрон.
Первая стадия. Инициирование цепи.
Под действием кванта света или при нагревании молекула галогена разрывается на два радикала:
Свободные радикалы — очень активные частицы, которые стремятся образовать связь с каким-либо другим атомом.
Вторая стадия. Развитие цепи.
Радикал галогена взаимодействует с молекулой алкана и отрывает от него водород.
При этом образуется промежуточная частица — алкильный радикал, который в свою очередь взаимодействует с новой нераспавшейся молекулой хлора:
Третья стадия. Обрыв цепи.
При протекании цепного процесса рано или поздно радикалы сталкиваются с радикалами, образуя молекулы, радикальный процесс обрывается.
Могут столкнуться как одинаковые, так и разные радикалы, в том числе два метильных радикала:
1.2. Нитрование метана
Метан взаимодействует с разбавленной азотной кислотой по радикальному механизму, при нагревании до 140оС и под давлением. Атом водорода в метане замещается на нитрогруппу NO2.
Например. При нитровании метана образуется преимущественно нитрометан:
CH4 + HNO3 = CH3NO2 + H2O
2. Реакции разложения метана (дегидрирование, пиролиз)
При медленном и длительном нагревании до 1500оС метан разлагается до простых веществ:
Если процесс нагревания метана проводить очень быстро (примерно 0,01 с), то происходит межмолекулярное дегидрирование и образуется ацетилен:
Пиролиз метана — промышленный способ получения ацетилена.
3. Окисление метана
Алканы — малополярные соединения, поэтому при обычных условиях они не окисляются даже сильными окислителями (перманганат калия, хромат или дихромат калия и др.).
3.1. Полное окисление — горение
Алканы горят с образованием углекислого газа и воды. Реакция горения алканов сопровождается выделением большого количества теплоты.
CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O + Q
Уравнение сгорания алканов в общем виде:
CnH2n+2 + (3n+1)/2O2 → nCO2 + (n+1)H2O + Q
При горении алканов в недостатке кислорода может образоваться угарный газ СО или сажа С.
Промышленное значение имеет реакция окисления метана кислородом до простого вещества — углерода:
CH4 + O2 → C + 2H2O
Эта реакция используется для получения сажи.
3.2. Каталитическое окисление
- При каталитическом окислении метана кислородом возможно образование различных продуктов в зависимости от условий проведения процесса и катализатора. Возможно образование метанола, муравьиного альдегида или муравьиной кислоты:
- Важное значение в промышленности имеет паровая конверсия метана: окисление метана водяным паром при высокой температуре.
Продукт реакции — так называемый «синтез-газ».
1. Взаимодействие галогеналканов с металлическим натрием (реакция Вюрца)
Это один из лабораторных способов получения алканов. При этом происходит удвоение углеродного скелета. Реакция больше подходит для получения симметричных алканов. Получить таким образом метан нельзя.
2. Водный или кислотный гидролиз карбида алюминия
Al4C3 + 12H2O = 4Al(OH)3 + 3CH4
Al4C3 + 12HCl = 4AlCl3 + 3CH4
Этот способ получения используется в лаборатории для получения метана.
3. Декарбоксилирование солей карбоновых кислот (реакция Дюма)
Реакция Дюма — это взаимодействие солей карбоновых кислот с щелочами при сплавлении.
R-COONa + NaOH → R-H + Na2CO3
Декарбоксилирование — это отщепление (элиминирование) молекулы углекислого газа из карбоксильной группы (-COOH) или органической кислоты или карбоксилатной группы (-COOMe) соли органической кислоты.
При взаимодействии ацетата натрия с гидроксидом натрия при сплавлении образуется метан и карбонат натрия:
4. Синтез Фишера-Тропша
Из синтез-газа (смесь угарного газа и водорода) при определенных условиях (катализатор, температура и давление) можно получить различные углеводороды:
nCO + (3n+1)H2 = CnH2n+2 + nH2O
Это промышленный процесс получения алканов.
Синтезом Фишера-Тропша можно получить метан:
CO + 4H2 = CH4 + 2H2O
5. Получение метана в промышленности
В промышленности метан получают из нефти, каменного угля, природного и попутного газа. При переработке нефти используют ректификацию, крекинг и другие способы.
Источник
Что можно получить из природного газа?
Что такое природный газ?
Не существует единой химической формулы природного газа — в каждом месторождении он имеет состав с различным соотношением входящих в него компонентов.
Природный газ — это смесь углеводородов, большую часть которых составляет метан. Остальными компонентами являются: бутан, пропан, этан, водород, сероводород, гелий, азот, диоксид углерода.
Природный газ не имеет цвета и запаха, его наличие в воздухе невозможно определить без помощи специальных приборов. Знакомый каждому человеку запах придаётся газу искусственным путём (одоризацией). Благодаря этому процессу имеется возможность ощущать присутствие газа в воздухе и предотвращать опасные для жизни ситуации.
Происхождение и состав сырья
Природный газ представляет собой углеводородное соединение с примесью различных компонентов. Состав углеводородов отличается в зависимости от места добычи. Химические элементы, которые есть в полезном ископаемом:
- водород;
- сероводород;
- соединения углерода;
- гелий;
- азот;
- этан;
- метан;
- пропан;
- бутан;
- примеси.
На глубине 10 тыс. м находятся залежи сланцевого газа. В процессе добычи на поверхность извлекается сырьё, образованное разнообразными соединениями, поэтому универсальной формулы, обозначающей состав природного газа, не существует.
Добываемый газ не имеет запаха и цвета, поэтому определить его наличие в породе возможно только с помощью высокочувствительного оборудования. В болотистых местах, где выделяется газообразное вещество, можно ощутить характерный запах, но это пахнет гниющая органика.
Возникновение природного ископаемого обусловлено появлением углеводородных соединений. Много веков назад микроорганизмы в процессе своей жизнедеятельности образовывали органику, и впоследствии она накапливалась в местах, куда не поступал кислород. Под высоким давлением органические остатки разлагались, а затем их компоненты вступали в реакцию с молекулами водорода. Так возникли первые углеводороды.
В течение многих веков происходили тектонические дислокации, менялись температурные показатели, поднимался и опускался уровень давления. В результате всех этих изменений из углеводородов формировались газовые и нефтяные месторождения.
Месторождения газообразного сырья различаются по структуре и расположению. Так, ископаемое может образовывать самостоятельные залежи или находиться в верхней части нефтяного месторождения. По состоянию этот вид сырья бывает кристаллическим (при низких температурах), газообразным и жидким. В последнем случае газ растворён в воде или нефти.
Рекомендуем: Мусороперерабатывающие заводы в Москве и московской области
Происхождение
Относительно происхождения газа не существует единой теории, учёные придерживаются двух версий:
- Когда-то на месте материков был океан. Погибая, живые организмы скапливались в пространстве, в котором не было воздуха и бактерий, запускающих процесс разложения. Благодаря геологическим движениям накопленные массы погружались всё глубже в недра Земли, где под воздействием высокого давления и температуры вступали в химические реакции с водородом, образовывая углеводороды.
- Динамика Земли способствует поднятию углеводородов, находящихся на огромной глубине, там, где меньший уровень давления. В результате этого образуются газовые или нефтяные месторождения.
Добыча
Вопреки распространённому мнению, природный газ может находиться под землёй не только в пустотах, извлечение из которых не требует значительных материальных и энергозатрат. Зачастую он концентрируется внутри горных пород с настолько мелкой пористой структурой, что человеческим глазом её не увидеть. Глубина залежей может быть небольшой, но иногда достигает нескольких километров.
Процесс добычи газа включает в себя несколько стадий:
- Геологические работы, в результате проведения которых точно определяются места залежей.
- Бурение добывающих скважин. Осуществляется на всей территории месторождения, что важно для равномерного уменьшения давления газа в пласте. Максимальная глубина скважин составляет 12 км.
- Добыча. Процесс осуществляется благодаря разному уровню давления в газоносном пласте и земной поверхности. По скважинам газ стремится наружу — туда, где давление меньше, сразу попадая в систему сбора. Кроме того, осуществляется добыча попутного газа, являющегося сопутствующим продуктом при добыче нефти. Он также представляет ценность для многих отраслей промышленности.
- Подготовка к транспортировке. Добытый газ содержит многочисленные примеси. Если их количество несущественно, газ транспортируется с помощью танкеров или трубопровода на завод для последующей переработки. От значительного количества примесей природный газ очищается на установках комплексной подготовки, которые строятся рядом с месторождением.
Зачем нужна переработка природного газа
Образование природного газа приходится на период формирования слоёв пористых пород, содержащих нефть, и угольных пластов. Помимо компонентов, важных для нужд промышленности, он содержит примеси, затрудняющие процесс транспортировки и использования конечными потребителями.
Сразу после добычи газ на установках комплексной подготовки осушается, в ходе чего из него извлекаются пары воды и серы. Дальнейшая переработка природного и попутного газа осуществляется на химических и газоперерабатывающих заводах.
На газе можно ездить
Природный газ может использоваться как моторное топливо. Сжатый (или компримированный) метан стоит в два раза дешевле 76-го бензина, продлевает ресурс двигателя и способен улучшить экологию городов. Двигатель на природном газе соответствует экологическому стандарту Евро-4. Газ можно использовать для обычных автомобилей, сельскохозяйственного, водного, воздушного и железнодорожного транспорта.
Компримированный газ получают на автомобильных газонаполнительных компрессорных станциях (АГНКС) путем сжатия природного газа, поступающего по газопроводу, до 20-25 МПа (200-250 атмосфер).
Еще из природного газа можно производить жидкие моторные топлива по технологии «газ-в-жидкость» (gas-to-liquid, GTL). Поскольку природный газ — достаточно инертный продукт, практически всегда при переработке на первом этапе его превращают в более реакционно-способную парогазовую смесь — так называемый синтез-газ (смесь СО и Н2). Далее ее направляют на синтез для получения жидкого топлива. Это может быть так называемая синтетическая нефть, дизельное топливо, а также смазочные масла и парафины.
Впервые жидкие углеводороды из синтез-газа получили немецкие химики Франц Фишер и Ганс Тропш еще в 1923 году. Правда, тогда в качестве источника водорода они использовали уголь. В настоящее время различные варианты метода Фишера-Тропша используются во многих представленных на рынке процессах превращения газа в жидкие углеводороды.
Основной принцип работы заводов по переработке
Главная задача предприятия, занимающегося переработкой природного газа, — максимально возможное извлечение всех компонентов ископаемого и доведение их до товарного состояния. При этом не должен наноситься вред окружающей среде и земным недрам, а финансовые затраты необходимо сводить к минимуму.
Благодаря выполнению всех аспектов этого правила, продукты переработки природного газа считаются высококачественными и экономичными.
Важность переработки
Первое, что делают с добытым полезным ископаемым, — очищают от соединений серы и других химических элементов. Затем газ проходит сушку в специальных установках, после чего он готов к транспортировке. Выделенная при первичной очистке сера вступает в соединение с водородом. В результате образуется сероводород, который переправляют к месту дальнейшей переработки и очистки.
Следующий этап очистительных мероприятий осуществляется в газоперерабатывающих и химических комплексах. Главные вопросы, которые приходится решать в процессе плотной очистки газообразного ископаемого, касаются минимизации загрязнения окружающей среды и сокращения расходов энергии на воспроизводство топлива.
Добытый газ целесообразно очищать на месте разработки месторождения ещё и потому, что при транспортировке с примесями происходит быстрый коррозионный износ трубопроводов. Полностью очищенное сырьё транспортируют двумя способами:
- перевозка танкерами в сжиженном виде — 10%;
- в газогонах — 90%.
Рекомендуем: Переработка полиэтиленовой плёнки для вторичного использования
Способы переработки
Существуют следующие способы переработки газа:
- физико-энергетические;
- химико-каталитические;
- термохимические.
Физико-энергетические методы применяются для сжатия газа и разделения его на составляющие с помощью охлаждающих или нагревательных установок. Данная технология переработки природного газа чаще всего используется непосредственно на месторождениях.
Изначально процесс сжатия и разделения осуществлялся при помощи компрессоров. На сегодняшний день успешно применяется менее затратное в финансовом плане оборудование — эжекторы и нефтяные насосы.
Химико-каталитический способ переработки природного газа подразумевает превращение метана в синтез-газ для его последующей переработки. Это возможно сделать тремя способами: паровой или углекислотной конверсией, парциальным окислением.
Зачастую используется метод парциального окисления метана. Это обусловлено удобством проведения процесса в автотермическом режиме (когда при неполном окислении углеводородов сырьё нагревается благодаря тепловыделению), скоростью реакции и отсутствием необходимости использования катализатора (как при паровой и углекислотной конверсии).
Полученный синтез-газ в дальнейшем не подвергается процессу разделения на составляющие.
Термохимические способы подразумевают термическое воздействие на природный газ, в результате чего образуются непредельные углеводороды (например, этилен, пропилен). Осуществление процесса возможно только при очень высоких температурах (около 11 тыс. градусов Цельсия) и давлении в несколько атмосфер.
Варианты процесса
В отличие от нефти, которую до подачи в нефтепровод подвергают очистительным и подготовительным процедурам, очищенная газовая смесь подаётся в газопровод без дополнительной подготовки. Но до транспортировки сырье проходит переработку на химических предприятиях, причём применяемые способы делятся на основные и вторичные.
Физический способ
В основе этого способа переработки природного газа лежат энергетические и физические свойства природного газа. Сырьё подвергают высокой температуре и сильному сжатию. В результате происходит разделение на химические элементы.
По мере повышения температуры изменяется фракционный состав и происходит очистка от посторонней породы. Как правило, этот способ применяют на месте добычи. Очистительные процедуры осуществляются в высокопроизводительных компрессорах. С нефтеносных слоёв газ выкачивают специальными насосами, применение которых обходится сравнительно недорого.
Метод с использованием химических реакций основан на том, что метан сначала переходит в синтезированный газ, а потом снова подвергается воздействию. Существует два основных способа химико-каталитической переработки:
- парциальное окисление;
- углекислотная (паровая) конверсия.
С экономической точки зрения выгодным является первый способ. Реакция парциального окисления протекает очень быстро, при этом нет необходимости применять катализаторы.
Термохимическая технология
Суть термохимического способа переработки газа заключается в том, что на сырьё воздействуют высокой и низкой температурой. При этом происходят химические реакции и образуются соединения разной сложности (например, пропилен или этилен). Обрабатывать газ, добытый термохимическим способом, сложно, так как это требует значительных затрат. Используется дорогостоящее оборудование, способное выдавать давление до 3 атмосфер и температуру 11 тыс. градусов.
Некоторые из применяемых технологий подразумевают синтез метана. Такие способы переработки природного газа в России применяются довольно часто. В процессе выделяется удвоенное количество водорода — ценного сырья, используемого в промышленности для получения анилина, азотной кислоты и соединений, входящих в состав аммония.
Рекомендуем: Первичная и вторичная перегонки нефти: цели и различия
https://youtu.be/AZITS3_QQnA
Продукты переработки
У многих людей слово «газ» ассоциируется с топливом и газовой плитой. На самом же деле применение его составляющих более обширно:
- гелий — ценное сырьё, используемое в высоких технологиях, например при изготовлении медицинского оборудования и магнитных подушек для длительных поездок в общественном транспорте, при конструировании ядерных реакторов и космических спутников;
- формальдегид, один из производных метана, — сырьё, играющее большую роль в производстве фенопластов (тормозные накладки, бильярдные шары) и смол, являющихся важным компонентом строительных конструкционных материалов (фанера, ДВП), лакокрасочных и теплоизоляционных изделий;
- аммиак — используется в фармацевтической (водный раствор), сельскохозяйственной (удобрения) и пищевой (усилитель вкусовых свойств) отраслях промышленности;
- этан — сырьё, из которого производят полиэтилен;
- уксусная кислота — широко применяется в текстильной промышленности;
- метанол — топливо для автотранспорта.
Добыча и переработка природного газа — процессы, благодаря которым эффективно развиваются важнейшие отрасли промышленности. Конечному потребителю газ поступает после тщательной обработки, его применение значительно улучшает условия быта.
Химическое производство
В процессе нехитрых химических превращений из природного газа получают метанол, который является сырьём для различных веществ, востребованных как в производственной сфере, так и в быту. Среди них — различные клеи, лакокрасочные покрытия, изоляционные материалы, формальдегиды, уксусные кислоты и присадки для топлива. Также метанол помогает устранить гидратные пробки в нефте- и газопроводах и добывающих скважинах углеводородов.
Специальная обработка позволяет получить из природного газа высококачественные минеральные удобрения, а также газы гелий и аммиак, широко применяемые в производстве, медицине и приборостроении.
( 2 оценки, среднее 5 из 5 )
Источник