Обосновать ответ. Ответ:Получение водорода конверсией метана водяным паром описывается уравнениями:

Ответ: Получение водорода конверсией метана водяным паром описывается уравнениями:

1) СН₄ + 2Н₂О = СО₂ + 4Н₂ - 165кДж/моль

2) СН₄ + Н₂О ↔ СО + 3Н₂ - 206кДж/моль

3) СО + Н₂О ↔ СО₂ + Н₂ + 41кДж/моль

4) СН₄ + СО₂ = 2СО + 2Н₂ - 248кДж/моль

5) СН₄ + 0,5О₂ = СО + 2Н₂ + 35кДж/моль

Реакция 1) до конца не протекает и проходит через 2) и 3) стадии. Стадия 2) сложная, обратимая, эндотермическая, протекающая с увеличением числа молей. Стадия 3) сложная, обратимая, экзотермическая. Если проводить процесс при высокой температуре как требует процесс 2), то останется много неконвертированного СО по реакции 3). Если вести процесс при температурах реакции 3), то останется много неконвектированного метана. Поэтому процесс ведут в 2 стадии: 1 – конверсия метана и 2 – конверсия СО.

В 1 стадии (реакция 2) надо сместить равновесие, увеличить скорость реакции, подавить побочные реакции. Данная реакция характеризуется высокой энергией активации. Для ускорения реакции требуется температура ~ 1300ºС, а в этих условиях происходит разложение метана, так как энергия активации реакции разложения метана меньше энергии активации прямой реакции. Для понижения энергии активации вводим катализатор, с введением катализатора появляется возможность ввести процесс при более низкой температуре. В данном процессе применяется никелевый катализатор (катализирует окисление) на носителе из оксида алюминия в альфа форме (высокопористый),интервал рабочих температур катализатора 800-900ºС. Процесс протекает в диффузионной области на поверхности катализатора. Лимитирует процесс подвод тепла.

23. Как изменится равновесный выход продукта с увеличением концентрации инертных примесей в исходной смеси для реакции:

аА + вВ ↔ rR + sS в случае: 1) a + b > r + s; 2) a + b < r + s?