Конверсия газов, переработка газов с целью изменения состава исходной газовой смеси. Конвертируют обычно газообразные углеводороды (метан и его гомологи) и окись углерода с целью получения водорода или его смесей с окисью углерода. Такие смеси используются для синтеза органических продуктов и в качестве газов-восстановителей в металлургии или подвергают дальнейшей переработке для получения водорода. Конверсию проводят с применением в качестве окислителей различных реагентов (кислорода, водяного пара, двуокиси углерода и их смесей). Возможно также использование для этой цели окислов металлов. Наиболее экономичным сырьём для конверсии является метан (природный газ). Конверсия метана различными окислителями может быть описана уравнениями:
C H 4 + H 2O Û C O + 3H 2 - 2066Ч102 дж (49,3 ккал),
C H 4 + C O 2 Û 2C O + 2H 2 - 2476Ч102 дж (59,1 ккал),
C H 4 + 0,5 O 2 Û 2H 2 + 356·102 дж (8,5 ккал),
C O + H 2O Û C O 2 + H 2 + 411·102 дж (9,8 ккал).
Реакции окисления гомологов метана идут аналогичным образом.
Различают Конверсия газов каталитическую и высокотемпературную. Каталитическую конверсию метана проводят с водяным паром в трубчатых печах с внешним обогревом (паровая конверсия), а также с парокислородной смесью в аппаратах шахтного типа при небольшом (1,5-2 кгс/см2, или 0,15-0,2 Мн/м2, см. автотермическую конверсию в таблице) и повышенном (20-30 кгс/см2 или 2-3 Мн/м2)давлении. Наилучший катализатор - никелевый с различными добавками.
Высокотемпературную конверсию осуществляют в отсутствие катализаторов при температурах 1350-1450 °С и давлениях до 30-35 кгс/см2, или 3-3,5 Мн/м2; при этом происходит почти полное окисление метана и др. углеводородов кислородом до C O и H 2. Примерный состав газа, получаемого при высокотемпературной кислородной некаталитической конверсии метана: 3-4% C O 2, 36-38% C O, 57-59% H 2, 0,2-0,4% C H 4, 2% N 2.
Преимущество этого метода - отсутствие катализатора и несложное аппаратурное оформление, недостаток - повышенный расход кислорода.
Состав газа, получаемого при каталитической конверсии метана под давлением до 200 кн/м2 (2 кгс /см2)
Максимальная температура
Состав исходной смеси
Конечный состав газа, %