Синтез-газ

Синтез-газ - универсальная топливная газовая смесь, состоящая в основном из водорода (H₂), оксида углерода (CO) и часто диоксида углерода (CO₂).
Получение синтез-газа является первой стадией превращения природного газа и угля не только в жидкое топливо, но и химические продукты.

В промышленности синтез-газ получают паровой конверсией метана, парциальным окислением метана, газификацией угля.
Эти способы обладают высокой себестоимостью.
Применение катализаторов означает осуществление на поверхности катализатора ряда химических превращений.
Этот метод зарекомендовал себя как более эффективный и дешевый.

В зависимости от способа получения соотношение CO:Н₂ варьируется от 1:1 до 1:3.

В зависимости от применяемого сырья и вида конверсии (водяным паром или нестехиометрическим количеством О₂) соотношение компонентов в газовой смеси изменяется в широких пределах:

• СН₄ + Н₂О : СО + 3Н₂
• СН₄ + ½O₂ : СО + 2Н₂
• -СН₂-+ Н₂О:СО + 2Н₂
• -СН₂-+ ½O₂ :СО + Н₂

Это соотношение определяется также методом и условиями газификации угля.

По наиболее распространенному методу Лурги получают сырой газ следующего состава:

• 15-18% СО,
• 38-40% Н₂,
• 9-11% СН₄,
• 30-32% СО₂;
• с повышением температуры увеличивается доля СО,
• с возрастанием давления - Н₂ и СН₄.

Примесями могут быть инертные газы (N₂ и др.) и Н₂S, если сырье содержало серу.

Синтез-газ очищают от Н₂S и СО₂ селективными растворителями; соотношение между СО и Н₂ регулируют, если необходимо, конверсией оксида углерода водяным паром.

Синтез-газ получают также наряду с целевым продуктом ацетиленом при окислительном пиролизе природного газа.

Применение синтез‑газа

• синтез аммиака (соотношение CO : H₂ = 1 : 3);
• синтез метанола (соотношение CO : H₂ = 1 : 2);
• синтез диметилового эфира (соотношение CO : H₂ = 1 : 1);
• восстановление железных руд в металлургии;
• производство водорода для топливных элементов (ТЭ) и гидрокрекинга.