Πώς μετατρέπετε το μεθάνιο σε ακετυλενίου;
1. Μεταρρύθμιση ατμού:
* αντίδραση: CH4 + H2O → CO + 3H2
* Αυτή η διαδικασία περιλαμβάνει την αντίδραση του μεθανίου με ατμό σε υψηλές θερμοκρασίες (περίπου 800-900 ° C) και με καταλύτη νικελίου. Αυτό παράγει μονοξείδιο του άνθρακα (CO) και αέριο υδρογόνου (Η2).
2. Αντίδραση μετατόπισης νερού-αερίου:
* αντίδραση: CO + H2O → CO2 + H2
* Το μονοξείδιο του άνθρακα που παράγεται στο προηγούμενο βήμα αντιδρά περαιτέρω με περισσότερο ατμό για να παράγει διοξείδιο του άνθρακα (CO2) και περισσότερο υδρογόνο.
3. Σύνθεση ακετυλενίου:
* αντίδραση: 2CH4 → C2H2 + 3H2
* Αυτό είναι το κρίσιμο βήμα όπου σχηματίζεται ακετυλενίου. Περιλαμβάνει θέρμανση μεθανίου σε εξαιρετικά υψηλές θερμοκρασίες (περίπου 1500 ° C) σε πολύ σύντομο χρόνο παραμονής. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται Pyrolysis . Είναι μια εξαιρετικά ενεργειακή αντίδραση, που συχνά γίνεται σε ένα ηλεκτρικό φούρνο τόξου.
4. Διαχωρισμός και καθαρισμός:
* Το παραγόμενο ακετυλενίου διαχωρίζεται από τα άλλα αέρια (υδρογόνο, διοξείδιο του άνθρακα κ.λπ.) και καθαρίζεται.
Σημαντικές σημειώσεις:
* Αυτή η διαδικασία είναι πολύπλοκη και απαιτεί εξειδικευμένο εξοπλισμό για αντιδράσεις υψηλής θερμοκρασίας και διαχωρισμό αερίου.
* Η συνολική αποτελεσματικότητα της διαδικασίας επηρεάζεται από παράγοντες όπως η επιλογή του καταλύτη, ο έλεγχος της θερμοκρασίας και η πίεση.
* Υπάρχουν και άλλες εναλλακτικές μέθοδοι για την παραγωγή ακετυλενίου, αλλά η μέθοδος μεταρρύθμισης/πυρόλυσης ατμού είναι η πιο συνηθισμένη.
Είναι σημαντικό να θυμόμαστε ότι αυτές οι αντιδράσεις απαιτούν εξειδικευμένο εξοπλισμό και γνώση της βιομηχανικής χημείας. Η προσπάθεια αυτής της διαδικασίας στο σπίτι είναι εξαιρετικά επικίνδυνη λόγω των υψηλών θερμοκρασιών και των εύφλεκτων αερίων που εμπλέκονται.
