Какие уравнения нужно написать, чтобы получить коксовый газ из метана: ацетилена, бензола, бутадиена, бутена?
Какие уравнения нужно написать, чтобы получить коксовый газ из метана: ацетилена, бензола, бутадиена, бутена?
Магнитный_Магистр 23
Для получения коксового газа из метана нам нужно применить процесс называемый "коксованием". В процессе коксования метан подвергается нагреванию в отсутствие кислорода, что приводит к образованию углеродистого остатка, известного как "кокс", и сопутствующих углеводородных газов.Для получения ацетилена из метана, мы можем использовать два этапа процесса. На первом этапе метан должен претерпеть процесс парциального окисления, в результате которого образуется синтез-газ, состоящий из окисленного метана и углекислого газа. Затем на втором этапе, синтез-газ подвергается процессу пиролиза, в результате которого образуется ацетилен.
Уравнение для первого этапа, парциального окисления метана, выглядит следующим образом:
\[CH_4 + \dfrac{1}{2}O_2 \rightarrow CO + 2H_2\]
Уравнение для второго этапа, пиролиза синтез-газа, выглядит следующим образом:
\[2CO + 2H_2 \rightarrow C_2H_2 + H_2O\]
Для получения бензола из метана, требуется комбинация двух процессов - окисления и сопряженной хлорировки. Сначала метан окисляется до метанола, а затем метанол хлорируется до дихлорметана и последующего хлорирования, чтобы получить бензол.
Уравнения для этих реакций выглядят следующим образом:
Окисление метана до метанола:
\[CH_4 + O_2 \rightarrow CH_3OH\]
Хлорирование метанола до дихлорметана:
\[CH_3OH + Cl_2 \rightarrow CH_2Cl_2 + HCl\]
Хлорирование дихлорметана до бензола:
\[CH_2Cl_2 + Cl_2 \rightarrow C_6H_6 + 2HCl\]
Для получения бутадиена из метана также используется процесс окисления, хлорирования и дегидрирования.
Уравнения для этих реакций выглядят следующим образом:
Окисление метана до формальдегида:
\[CH_4 + O_2 \rightarrow HCHO + H_2O\]
Хлорирование формальдегида до хлорированного формальдегида:
\[HCHO + Cl_2 \rightarrow CHCl_3 + HCl\]
Дегидрирование хлорированного формальдегида до бутадиена:
\[CHCl_3 \rightarrow C_4H_6 + 3HCl\]
Наконец, для получения бутена из метана, мы можем использовать процесс парциального окисления и сопряженного дегидрирования:
Уравнения для этих реакций выглядят следующим образом:
Парциальное окисление метана до метанола:
\[CH_4 + \dfrac{1}{2}O_2 \rightarrow CH_3OH\]
Дегидрирование метанола до формальдегида:
\[CH_3OH \rightarrow HCHO + H_2O\]
\[HCHO \rightarrow C_4H_8 + H_2O\]
Однако важно отметить, что все уравнения и процессы, описанные выше, являются объяснительными моделями и могут не представлять фактических промышленных методов производства. Такие процессы обычно имеют сложные и многоэтапные химические схемы, которые используются в промышленности.