Metanizacja gazu syntezowego
Słownik kwalifikacji CHM.06 - Organizacja i kontrolowanie procesów technologicznych w przemyśle chemicznym
Metanizacja gazu syntezowego to proces otrzymywania metanu z mieszaniny gazów zawierającej głównie H2, CO, CO2 oraz często pewną ilość CH4. W zadaniach egzaminacyjnych kluczowe jest porównanie składu mieszaniny z wymaganymi proporcjami stechiometrycznymi lub technologicznymi.
Podstawowe reakcje metanizacji
Metan może powstawać z tlenku węgla(II):
CO + 3H2 → CH4 + H2O
oraz z dwutlenku węgla:
CO2 + 4H2 → CH4 + 2H2O
Z równań wynika, że do otrzymania metanu potrzebny jest odpowiedni stosunek wodoru do składnika węglowego. Jeżeli skład gazu nie spełnia wymaganych proporcji, mieszaninę należy skorygować, np. przez wzbogacenie jej jednym ze składników.
Jak analizować skład gazu?
Dla gazów mierzonych w tych samych warunkach temperatury i ciśnienia stosunek objętościowy jest równy stosunkowi molowemu. Oznacza to, że zapis H2 : CO : CO2 : CH4 = 4 : 2 : 2 : 1 można traktować jak stosunek liczby moli składników.
W zadaniach należy:
- wypisać aktualny skład mieszaniny,
- porównać go z wymaganymi proporcjami,
- ustalić, którego składnika brakuje względem warunków zadania,
- wybrać gaz, którego dodanie poprawia skład mieszaniny.
Uwaga egzaminacyjna
Metan obecny w mieszaninie zwykle traktuje się jako składnik produktu lub składnik obojętny względem dalszej korekty składu. O wyborze gazu do wzbogacenia decyduje bilans składników reakcyjnych, głównie H2, CO i CO2.