Оқулық Алматы, 2014 Қазақстан Республикасы Білім жəне ғылым министрлігінің

236
         V
пр
 = (φ
ат 
- φ
кт 
) + φ
КОН 
+ (φ
а 
-φ
к
) + ∑IR                   (7)
формуласымен анықталады.
Мұндағы: 
V
пр 
– электролиттің ваннадағы кернеу мөлшері, В;
φ
ат 
, φ
кт 
– тепе-теңдік анод жəне катод потенциалдары, В;
φ
Кон
 – концентрациялық поляризация, В;
φ
а 
; φ
к
 – анод жəне катод асқын кернеулері, В;
∑IR – Ом кедергісінің қосындысы;
В – электролиттің,  электродтың,  контактының,  диафрагманың 
Омдық кедергілері. I – ток күші, А; R – кедергі, Ом.
(7) теңдеу кернеу балансы деп аталады. Өнеркəсіптегі электролизар-
лерде шын мəніндегі кернеу V
пр
 теориядағыдан əлде қайда жоғары. 
Натрий  хлориді  ерітіндісінің  темір  катод  жəне  графитті  анод 
ваннасындағы кернеу балансын келтірейік:
Анод потенциалы –  φ
ат
 , В – 1,320;
Катод потенциалы – φ
кт 
, В -0,820;
Хлор бөлінуінің асқын кернеуі – φ
а 
, В – 0,192;
Сутек бөлінуінің асқын кернеуі – φ
к 
, В -0,210;
Ом кедергісі – ∑IR, В -1,051.
Ток шығымы 96% болғандағы энергияны пайдалану коэфициенті: 
μ 
=   
%
2
,
57
96
*
3,593
0,820
320
,
1
 

 . 
13.4. Натрий хлоридінің сулы ерітіндісін электролиздеу
Натрий  хлоридінің  ерітіндісін  электролиздегенде:  хлор,  сутек, 
күйдіргіш натр өнеді. Бұл əдіс ХІХ ғасырдың соңғы жылдарынан ба-
стап, хлормен сілті өндіруге қолданыла бастады.
Натрий  хлоридінің  ерітіндісін  электролиздеу  үрдісі  қатты  немес 
сұйық  катодтан,  графит  анодынан  құралған  электродтық  ванналарда  
жүреді. Қатты катод ретінде таза (жұмсақ) темірді, сұйық катод ретінде  
сынапты қолданады. Қатты катодты электролитикалық ванна  екі түрлі 
болады:  тік  сүзгіш  диафрагмалы  жəне  көлденең  сүзгіш  диафрагмалы 
катодты ванналар.
Натрий  хлорид  ерітіндісін  болаттан  жасалған  катод  жəне  графитті 
анод ваннасында  электролиздегенде күйдіргіш натр, хлор жəне сутегін  
бір аппаратта (электролизерде) алуға болады.
Ерітіндіде     
NaCI
Na
+
 + CI
-
 .

237
 
                      
H
2
O
H
+
 + OH
- 
,   Na
+
, H
+
, CI
-
, OH
-
 иондары бар.
Ерітінді арқылы тұрақты электр тогын жібергенде  анодта оттек пен 
хлордың бөлінуін күтуге болады.
2CI
-
 - 2e
-
CI
2
 .
                                        (a)
жəне  оттекттің 
2OH
-
 - 2e
-
1/2 O
2
 + H
2
O
 немесе 
H
2
O - 2e
1/2
 
O
2
 + 2H
+
 .
                        (ə)
OH ионының зарядсыздану  потенциалы  +0,41В, ал хлор ионының 
зарядсыздану нормалды электродты  потенциалы +1,36В.
Нейтралды ас тұзының қаныққан ерітіндісінде OH-ионының заряд-
сыздану  потенциалы:
                                                    
0
7
0,082 298 2,3
ln
0,41
lg10
0,82
1 96500
ɚɪ
RT
C
B
ZF
M
M

˜
˜
 

 

 
˜
                                                          
φ
0 
– стандартты  электрод потенциалы;
Z – заряд  иондарының саны. F=96500;
C – концентрация, гэкв/л; 
φ – тепе-теңдік электрод потенциалы;
R – газ тұрақтысы атм/гмоль град;
Ерітіндіде NaCІ концентрациясы 4,6 гэкв/л болғанда хлор ионының 
зарядсыздану потенциалы:
ɭ
0
0,082 298 263
ln
1,36
lg 4,6 1,32
1 96500
ɚɪ
RT
C
B
ZF
M
M
˜
˜
 

 

 
˜
Аниондардың  зарядсыздану  потенциалы  мөлшері  бойынша 
бірінші ретте анодта оттек  бөлінуге тиіс. Іс жүзінде  графит анодында 
оттектің асқын  кернеуі  хлордың асқын кернеуінен анағұрлым жоғары 
болғандықтан, анодта хлор газ қалпында  бөлінеді. 
Хлордың  бөлінуі  ерітіндіде NaCІ  коцентрациясы  өскен  сайын 
жеңілденеді. Сондықтан электролиздеуге NaCІ ерітіндісінің 310-315 г/л 
концентрациясын қолданады.
Катодта – Н
+ 
жылжуы Na
+
-дан  шапшаң  (Na
+
 = 0,027 см/м, H
+
= 
0,2  см/м)  əрі  зарядсыздандыру    потенциалы    төмен  (Н
+
=0,415  В, Na
+
 
=-271В), сондықтан H
+ 
 иондары катодқа  бұрын барып зарядсызданып, 
газ қалпында бөлініп шығады.
2H
+
 + 2e
2H
H
2
2H
2
O + 2e
H
2
 + 2OH
-
Ерітіндіде NaCІ ыдырау үрдісін: 

238
2CI
-
 -2e
CI
2
2H
2
O + 2e
H
2
 + 2OH
-
2H
2
O + 2CI
-
CI
2
 +H
2
 + 2OH
-
2H
2
O + 2NaCI
CI
2
 +H
2
 + NaOH
теңдеуімен көрсетуге болады.
Сонымен  анодта  хлор,  катодта  сутегі  мен  күйдіргіш  натр  түзіледі. 
Өндірісте сүзгіш дифрагмалы электролизер кеңінен қолданылады.
69-сурет. Сүзгіш диафрагмалы ваннаның сызбанұсқасы
1 – диафрагма; 2 – болат катод; 3 – катод кеңістігі; 
4 – графитті анод; 5 – анодтық кеңістік.
Асбес  картонынан  жасалған  диафрагма (1) катодқа  тиіп  тұрады. 
NaCІ ерітіндісі (310-315г/л) анод кеңістігіне беріледі. Тұрақты электр 
ток өткенде анодта – хлор, катодта H
2
 жəне NaOH бөлінеді. Катодтан 
өтіп катод кеңістігіне құйылып, (3) ваннадан ағып кетеді. 
Ваннада NaCІ-дың толық айырылуы болмайды. Ваннадан шығатын 
щелокте 110-120 г/л NaOH жəне 180-170г/л NaCІ болады.
13.5. Сутекті өндірудің технологиялық əдістері
Сутек болашақтағы отын жəне универсалды энергия көзі. Сутектің 
басқа отындармен салыстырғанда көптеген артықшылығы бар. Сутекті 
өндіруге шикізат ретінде сарқылмас суды қолданады, сутек жанғанда  су 
қайтадан түзіледі. Сутек химия өндіріс орындарында, металлургияда, 
мұнай өнімдерін  өндеуде ерекше орын алады, ал аммиак жəне метанол 
синтездеуде негізгі шикізат. Сутектің жану жылуы өте жоғары – 125,5 
МДж/кг немесе көміртектің жану жылуынан (32,8 МДж/кг)  төрт есе 
жоғары. 1 кг сутегі 1 кг жоғары октанды бензиннен 3 есе артық энергия 
береді. Сутекті сұйық күйінде жəне гидридтер түрінде сақтауға болады.
Сутекті  алудың  тəсілдер:  физикалық,  химиялық,  электрохимиялық 

239
 
болып үшке бөлінеді. Өте көп қолданылатын химиялық əдістердің бірі 
– конверсия тəсілі. Конверция дегеніміз – құрамын өзгерту мақсатымен 
газ тəрізді отынды технологиялық өңдеу үрдісі. Газ тəрізді отындарды 
конверциялау əртүрлі реакторларда конвертерлерде іске асады. Конвер-
ция  əдісімен  алынған  газды  конвертирленген  газ  деп  атайды. 1000
0
С 
температурада қызған   көмір бетімен  су буын өткізсе, 
C + H
2
O
CO + H
2
   реакциясы жүреді.
Бұл реакция  кезінде түзілген  көмір оксиді де (ІІ),  сутек де жанғыш 
газдар.  Бұны  су  газы  немесе  «синтез  газ»  деп  атайды.  Отын  ретінде 
жəне  шикізат  ретінде    қолданылады.  Су  газындағы  сутегін  бөліп  алу 
үшін су газына су буын араластырып, қоспасын қыздырған темір оксиді 
арқылы өткізеді.
CO + H
2
O
CO
2
 + H
2
500
0
C
Fe
2
O
3
         
Бұл  реакциядан  шыққан  көміртегінің  (ІV)  оксиді  сутектен  оңай 
ажыратылады,  ол үшін осы шыққан газдар қоспасын 2МПа қысыммен 
қысып  сумен  жуады.  Соңғы  реакцияны  су  газының  конверсиясы  деп 
атайды. Темір оксиді катализатор қызметін атқарады.
Төменгі температурада теңдік кері ауады. Сондықтан температура-
ны 450-500
0
С-қа  дейін көтереді жəне су буын теңдік бойынша керегінен 
артық  алады.  Сутекті,  конверсиялау  арқылы  алу    арзан  жолдың  бірі,  
кейде су газының орнына,  құрамында көмірсутек( ІІ) оксиді  мол басқа 
газдар қоспасын  қолданады. 
Осы  кезде  көміртек  оксидін  конверсиялауға K, Ca окидтерімен 
промотрланған    темір-хром  катализаторлары  қолданылады.  Осы  ка-
тализаторлармен  СО  конверсиялағанда 2-4%-ға  дейін    көмір  оксиді 
сол  қалпында  қалады.  Қалған  көмір  оксидін  əрі  қарай 200-300
0
С-та  
мырыш-хром-мыс  катализаторларын қолданып конверсиялайды.  Кон-
версия үрдісінің бірінші сатысында  бөлінген жылу су буын дайындауда 
пайдаланылады.
Табиғи  газдарды  конверсиялау.  Соңғы  кезде  көп  қолданылып  келе 
жатқан негізгі əдістерінің бірі – сутекті метаннан алу. Табиғи газдардың 
кейбіреуінде 90%-дан  аса,  ол  кокс  газында 25-30% болады.  Көмірді 
шала кокстегенде  құрамында метаны көп газдар шығады, метан мұнай 
өндірісінде де шығатын  газдар қоспасында болады. Метаннан сутекті 
түрліше əдіспен  алады. 
1. Метанды крекингтеу:  
 
                        
CH
4
C + 2H
2
 - 4000,08 кДж .

240
Метанды отқа берік қыш қондырмалармен толтырылған шахта пеш-
терде  крекингтейді. Бұл үрдіс екі сатыда өтеді. Бірінші сатыда метанды 
ауамен араластырып, пештің ішін 1100
0
С-қа дейін қыздырады. Екінші 
сатыда пешке метанның өзін ғана жібереді, осы кезде эндотермиялық  
реакция жүріп  пеш 900
0
С-қа  дейін суыйды.  Метанды жағып, 1100
0
С-
қа дейін  қыздырады.  Осыдан шыққан сутекті аралас газдардан тазар-
тады. 
Метанды су буымен катализдік конверсиялау Бұл əдіс – метан жəне 
оның  туындыларын    су  буымен,  оттекпен,  көміртек  (ІV)  оксидімен  
тотықтыру  
CH
4
 + H
2
O
CO + 3H
2 
-206 кДж
                  (а)
CH
4
 + 1/2 O
2
CO + 2H
2 
+ 35 кДж
                (ə)
CH
4
 + CO
2
2CO + 2H
2 
- 248 кДж
                           
(б)
реакцияларға негізделген.
Келтірілген  реакциялар нəтижесінде  түзілген көміртек оксиді  су 
буымен  темір-хром  катализаторының  қатысуымен  конверсияланады.
                                 
CH
4
 + H
2
O
CO + 3H
2
CO + H
2
O
CO
2
 + H
2
 +41кДж
                   (в)
Метанды  катализдік    əдіспен  конверсиялау    үрдісінің  бірінші  са-
тысында    сутек  өндіруге  катализатор  ретінде  Nі/AІ
2
O
3
    қолданылады,  
конверсия үрдісінің бірінші сатысы 800
0
С температурада жəне 1-4 МПа 
қысымда  жүргізіледі.  Метанды  су  буымен    конверсиялау    процесінің 
бірінші  сатысының    өнімі – синтез  газ,  сутек    немесе    сутек-азот  
қоспасын  өндіру үшін,  үрдістің екінші сатысында  көміртек (ІІ)  оксиді 
су буымен  катализдік əдіспен  конверсияланады.
Темір-бу  əдісі.  Бұл  əдіс – ертеден  келе  жатқан,  бірақ  қазір  мəні 
кеміген  химиялық əдіс. Мұнда 700
0
С-қа дейін  қыздырған темір жəне 
темір (ІІ) оксиді мен  су буы əрекеттеседі:
                                
H
2
O + Fe = FeO + H
2
 + 2225кДж
                              
H
2
O + 3FeO = Fe
3
O
4
 + H
2
 + 4175кДж .
Бұл технологиялық үрдісте  су буының жартысы ғана  сутекке ай-
налады. Түзілген темір қағын  су  газымен  əрекеттестіргенде,  темір 
алғашқы күйіне келіп,  қайтадан іске қосылады.
 
Fe
3
O
4
 + 4CO = 3Fe + 4CO
2
            
Fe
3
O
4
 + 4H
2
  = 3Fe + 4H
2
O .
Технологиялық үрдісті үш сатымен  жүргізеді: І сатыда су газымен 
темір  оксидін  тотықсыздандырады;  ІІ    сатыда  аппаратта    қалған    су 

241
 
газы  су буымен айдалып шығарылады, ІІІ сатыда сутек алынады. Бұл 
əдіспен  сутекті  алу    экономикалық  жағынан  тиімсіз:  үрдіс  үздікті;  су 
буымен су газы артық шығындалады; сутегі таза емес.
Физикалық əдіс. Кокс газын  немесе  басқада құрамында  сутек мол 
газ қоспасын  жете суыту. Бұл əдіспен сутекті немесе аммиакты  син-
тездеуге қолданатын  азот-сутек   қоспасын өндіруге  болады,  қосымша 
жолай этилен, метан жəне көмір оксиді фракциялап бөлінеді. 
Жеткілікті  суыту  нəтижесінде    сутектен    басқасының    барлығы 
сұйық  күйіне  айналатындығы кестеден айқын  көрінеді. 
22-кестеден  тазартылған  «кері  кокс»  газының  құрамындағы   
заттардың қайнау температурасы  көрсетілген.
22-кесте
Тазартылған «кері кокс» газының  құрамындағы   
заттардың қайнау температурасы.
Компонент
Н
2
N
2
CO
О
2
CH
4
C
n
H
2n
CO
2
Құрамындағы  
көлемдік мөлшері,%
57-61
5,0
5,8
0,8
23-27
2-3
1,5-3
Т
қ
0
С
(р=0,1МПа)
-252,8 -195,8 -191,5 -183,0 -161,4 -103,8 -79,9
Жеткілікті суыту  əдісіне дейін  кокс газын – Н
2
О, С
6
Н
6
, Н
2
S, СО
2
, 
NO
х
  қоспаларынан тазартады. Тазартылған « кері»  кокс газын 1,3 МПа  
қысымда тізбекті көп салалы  əдіспен  жете суытады. Бөлініп шыққан 
фракциялар  салқындығы суытқыш ретінде  қолданады.
Электрохимиялық  əдіс – суды  электролиздеу.  Электролиз – электр 
энергиясы арзан аймақтарда  сутекті өндіретін   техникалық əдістердің бірі. 
Судың электр өткізгіштігі төмен  болғандықтан (10
-6
 – 2х10
-6
 ом.см) элек-
тролит ретінде қышқыл (Н
2
SO
4
), сілтілер (NaOH,KOH) жəне тұз ерінділері 
қолданылады.  Аппаратқа    əсер  ететін    агрессивтік  қасиеті  басқалардан 
төмен болғандықтан, көбнесе сілті электролит қолданылады.
Тотығу  тотықсыздану  үрдісі  жүретін  электодтарды  тұрақты  ток 
көзіне  қосқанда электролид арқылы  электр тогының   өту нəтижесінде  
су ыдырайды: анодта оттек, катодта сутек бөлінеді, яғни анодта тотығу, 
катодта тотықсыздану үрдістері жүреді. 
H
2
O
2H
+
 + 2 OH
-
2H
+
 + 2e = 2H; 2H
H
2
2OH
-
 - 2e = 1/2O
2
 + H
2
O
 
(катодта)
(анодта)

242
Электролиз  үрдісін    монополярлы  жəне  биполярлы  деп  аталатын  
ваннадаларда  жүргізеді.  Биполярлы  электролизердің  қуаты  моно-
полярлыдан  он  шақты  есе  артық.  Катод  жұмсақ  темір,  анод  никель-
мен  қапталған  темір,  электродтар  асбест  дифрагмассамен    бөлінген. 
Бөлінген сутек 99,6-99,9%, оттек 99,2-99,6%.
13.6. Азот жəне оттекті ауадан өндіру
Ауа құрамындағы   негізгі газдар:  азот 78,09%;  оттек  20,99 %; аргон 
0,94%; олардан басқа ауа құрамында аз мөлшерде: H
2 
, He, Kr, Ar,Ne, Хe, 
CO
2
 газдары жəне су буы,  тозаңдар болады.
Азот.  Табиғатта  азот  дербес    күйінде    жəне    қосылыс    құрамында 
кездеседі. Барлық  химиялық элементтердің ішінде ( инертті газдарды 
есептемегенде) осы жалғыз азот,  басқа элементтермен реакцияласпай-
ды, дербес күйінде атмосферада болады. Азот – тірі клеткалардың күн 
көруіне керекті төрт элементтің бірі. 
Азотты  алу  жолдары.  Азотты  өндірісте  сұйылтқан  ауадан,  оттек-
пен  екеуінің  қайнау  температурасының  айырымын  пайдаланып  ажы-
ратып алады. Қайнау температурасы: оттектікі 183
0
 С; азоттікі 195,8
0
С 
айырмашылығы – 12,8
0
С .
Азот  пен  оттекті  ажырату  үшін  бұларды  бірге  конденсациялайды. 
Қайнау  температурасы  жоғары  сұйық  оттектің  буы,  қайнауы  төмен 
сұйық азотпен жанасқанда конденсацияланады. Оттек буының конден-
сациялануы кезінде  бөлініп шығатын жылу есебінен  сұйық азот буға  
айналады.  Осы операцияларды бірнеше рет  қайталаса, газ күйінде таза 
азот, сұйық түрінде  таза оттек алынады. Сұйық ауа құрамында: 54% 
сұйық оттек (К
т
 - 183
0
С), 44% сұйық азот (К
т
-196
0
С)  жəне 2% сұйық ар-
гон болады, бұларды бөлшектеп айдау арқылы бірінен бірін ажыратады 
(ректификациялау колоннасында).
Ауаны  сұйылтуға  арналған  əртүрлі  аппараттар  бар.  Солардың  
барлығы  қатты қысқан ауаны босатқанда, ол ұлғайып температураның 
төмендейтін  принципіне  негізделген.  Əрбір  атмосфера 0,25
0
С-
қа  төмендейді.  Мысалы: 200 атм    қысылған  ауа 1,0 атм-ға  дейін 
босатылғанда температурасы 50
0
С төмендейді. Осылайша сұйытылған 
ауаны  тағы қысып босатса, одан əрі суып ақырында сұйылады.
13.7. Конверсиялық үрдістердің физика-химиялық негізі
Көмірсутекті  газдардың  газ  тəрізді  тотықтырғыштарымен  конвер-
сиясы  катализатор  қатысуымен  немесе  жоғары  температурада    ката-

243
 
лизаторсыз,  атмосфералық  немесе  жоғары  қысымда  жүруі  мүмкін. 
Каталитикалық  конверсияның  ең  көп  тараған  түрі – ол  гетерогендік 
катализатордың қатысуымен жүретін үрдіс.
1. Су буымен конверсиялау. Метанның жəне оның туындыларының 
тотығу реакциясын: 
CH
4
 + H
2
O
CO  +  3H
2
 + 206ɤȾɠ
  
C
n
H
2n+2 
+H
2
O
(nCO + (2n+1)H
2
)
 
теңдеуімен көрсетуге болады.
Бұл жүйенің тепе-теңдік жағдайы температураға, қысымға жəне бу-
газ  қоспасының  құрамына  байланысты.  Температураның  артуымен, 
H
2
O:СН
4 
қатынасының өсуімен тепе-теңдік айналу дəрежесі көбейеді. 
Реакция көлемінің өсуімен жүретіндіктен, қысымды көбейту тек қана  
конверсия реакциясының жылдамдығына ғана оң əсер етеді.
Жоғары қысымда су бу конверсиясының жылдамдығы: 
U = 
W
d
dP
CH
4
= 
2
4
H
CH
P
KP
 
формуласымен есептеледі.   
Мұндағы, K – конверсия жылдамдығының тұрақтысы, с
-1
;
τ – конверсия тұрақтысы, с;
4
CH
P
 
жəне 
2
H
P
 – метан мен сутегінің парциал қысымы. 
Жоғарыда  көрсетілген  температурада  жүйенің  тепе-теңдік  орнау 
жылдамдығы  аз  болғандықтан,  ал  температураны 1300
0
С-қа  дейін 
көтеру метанды крекингтеуге əкеліп соғатындықтан конверсияны Al
2
O
3
 
отырғызылған  никель  катализаторында  жүргізеді.  Катализатордың 
қатысуы 700
0
С  температурада  реакторға  берілетін  бу-газ  қоспасының 
жоғары  көлемдік  жылдамдығымен  өте  тез  метанның  жоғары  тепе-
теңдік дəрежемен айналуын қамтамасыз етеді
2. Оттегімен конверсиясы. Метанның оттегімен  жартылай тотығуы 
метанның  бір  бөлігінің  көміртек  оксидіне  (ІV)  дейін  тотығуымен  си-
патталады.
CH
4
 + 2O
2
CO
2
 + H
2
O - 891ɤȾɠ
  
                     (а)
əрі қарай метанның тотығу өнімімен əрекеттесу жүреді.  
CH
4
 + CO
2
2CO + 2H
2
 + 248ɤȾɠ
 
                         (ə)
       

244
CH
4
 + H
2
O
CO  +  3H
2
 + 206ɤȾɠ
 
                           (б)
Бұл реакциялар қайтымды болғандықтан жəне көлемнің ұлғаюымен 
жүретіндіктен  оттегімен  конверсия  үдерісінің  қосынды  реакциясы 
жылу бөлумен жүреді.
CH
4
 + 1/2O
2
CO + 2H
2
 - 35ɤȾɠ
 
Оттегі мен конверсия бу конверсия заңдылықтарына бағынады. Бұл 
үрдісті 900
0
С-та  көтеріңкі  қысымда,  оттегінің  артық  мөлшерімен  Nі/
AІ
2
O
3 
катализаторында жүргізеді. 
3. Көміртегі (ІІ) оксидін конверсиялау
Көміртегі  оксидін  тек  қана  су  буымен  конверсиялайды.  Бұл 
қайтымды экзотермиялық реакция.
CO + H
2
O
CO +H
2 
- 41ɤȾɠ .
 
Бұл реакцияның метанның  конверсиясынан айырмашылығы көлемі 
өзгермей  жүреді.  Сондықтан  қысымды  көтеру  жүйенің  жағдайына 
əсер  етпейді,  бірақ  реакцияны  жылдамдатады.  Көміртек  оксидінің 
тепе-теңдік айналу дəрежесі Н
2
О:СО қатынасының артуымен өседі де, 
жоғары температурада төмендейді. Практикада Н
2
О:СО қатынасын ша-
мамен, 4:1 ұстайды.
Жоғары қысымда жүргізілген конверсия жылдамдығы:
U = 
W
d
dP
CO
= Ʉ 
2
*
H
CO
CO
P
P
P 
 
O
H
P
2
 
формуласымен анықталады.
К – реакция жылдамдығының тұрақтысы 
Р
СО
*
  – көміртек оксиді тепе-теңдігінің парциалдық қысымы.
Ɋɧ
2   
Ɋ
ɋɈ       
O
H
P
2
 
 
– көміртек оксидінің (ІІ), сутегінің жəне су буының 
парциалдық қысымы.
Көміртек  оксидін  конверсиялау  үрдісі  катализатор  қатысында 
тездетіледі.  Қазіргі  кездегі  конверсия  қондырғыларында  темірхром 
жəне  цинкхроммыс  катализаторларын  қолданады.  Калий,  каль-
ций  оксидтарымен  промотрланған  темірхром  катализаторлары 
(Fe
2
O
3
+Cr
2
O
3
+K
2
O+CaO)  жоғары  температуралы  катализаторлар  бо-
лып табылады.Керекті конверсия жылдамдығын 450-500
0
С қамтамасыз 
етеді. Конвентрленген газда 4%-ға дейін  көміртек (ІІ) оксиді қалады. 
Бұл  катализатор  конверсияның  бірінші  сатысында  қолданылады. 
Екінші  сатысында ZnO+Cr
2
O
3
+CuO  катализаторы  қолданылады.  Бұл 
жерде 200-300
0
С-та СО(ІІ) газдағы мөлшеріне 0,2%-ға  жеткізеді.
Көміртек оксидінің (ІІ)  конверсиясын жеке үрдіс ретінде жүргізбейді, 

245
 
оны сутегі мен  азот  алғанда СО-ы алып кету үшін, яғни  одан тазалау 
үшін, жүргізеді. Сонымен қатар бұл үрдісте сутегінің  мөлшері көбейеді. 
Көмірсутек  газдарын  конверсиялаудың  сызбанұсқасы.  Конвер-
сияның  технологиялық  сызбанұсқасын  конвентрленген  газдың 
құрамымен оның қолданылуына байланысты  таңдап алады. Сонымен 
қатар  газдардың  сапасымен (N
2
  жəне CO(ІІ)  болуы)  компонентердің 
қатынасы (N
2 
жəне Н
2 
 алу үшін) есепке алынады.
Төменде метан конверсиясының ең көп тараған түрі жəне  конвентр-
ленген газдың құрамы  мен үрдістің міндеті келтірілген.
 Конверсия процестерінің негізгі түрлері:
Жартылай тотықтыру   О
2
; Н
2
       Н
2          

 
 
   синтез газ
               +                         

          СО   

       сутегі
        Су буы конверсиясы 
                                       О
2                     
С
2
Н
2   

   ацетилен
Тотықтыру пиролизі   -?               Н
2
      

   сутегі
                                                         СО    

 синтез газ
Жартылай тотықтыру
      +                               ауа,            Н
2
О    Н
2 
Су бу конверсиясы       

             N
2 
 

  АСҚ 
      +                                                 (азот сутегі қоспасы).
 СО конверсиясы 
Қазіргі кезде өндірісте тек жоғары қысымда метан мен СО(ІІ) кон-
версиясы қолданылады. Мұның артықшылығы:
- Конвентерленген газды қысу үшін энергияның аз жұмсалуы. Кон-
вентерленген газдың көлемі  алғашқы газдан анағұрлым артық.
- Аппараттар мен коммуникацияның көлемін азайтуға мүмкіншілік бар.
- Конденсация жылуын  қолдануға болатындығы.

жүктеу/скачать 6,61 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: