Қолданбалы химия. Роза Рыскалиева

Чтение книги онлайн.

СКАЧАТЬ ластануын төмендету мақсатында 70-ші жылдары алғаш рет оларды сутекпен ауыстыру тиімді екені туралы ой туындады. Сутекті «болашақтың отыны» деп жиі айта бастады. Бұл жеңіл тұтанатын газ, оны тұрмыста табиғи газдың орнына қолдануға болады. Ол автокөлік жанармайы ретінде қызмет атқарады. Сутектің жылу сыйымдылығы – 120000 кДж/кг болады. Экологиялық көзқарас бойынша сутекті қолдану таза деп есептелінеді, себебі оның жануының жалғыз өнімі су Н₂О болып табылады. Осылайша атмосфераның ластануына жол берілмейді. Сутек Жерде ең көп тараған элемент, алайда ол бос күйінде кездеспейді, себебі суға дейін тотығып кетеді. Бұл оны жанармай отыны ретінде қолданудағы жалғыз кедергі болып табылады. Яғни Н₂ синтездеудің жолдары көп болса да, оны алудың тиімді әдістері қажет болып табылады. Олардың ішіндегі ең қарапайымы – қышқылдар мен негіздердің сулы ерітінділерінің металдармен әрекеттесуі:

Zn + 2HCl → ZnCL2 + H2;Zn + 2NaOH → Na2ZnO2 + H2

      Органикалық шикізаттан Н₂ алудың үш әдісіне назар аударуға болады:

      1. Табиғи газдың негізгі компоненті болып табылатын метанның СН₄ булы конверсиясы:

СН₄ + Н₂О → СО + 3Н₂ – 50 ккалСО + Н₂О → СО₂ + Н₂ + 10 ккал

      Жалпы теңдеуі: СН₄ + 2Н₂О → СО₂ + 4Н₂ – 40 ккал

      2. Неғұрлым жетілдірілген варианты – метанның СН₄ параоттекті конверсиясы:

2СН₄ + О₂ → 2СО + 4Н₂ + 16 ккалСН₄ + Н₂О → СО + 3Н₂ – 50 ккал

      Жалпы теңдеуі: 7СН₄ + 3О₂ + Н₂О → 7СО + 15Н₂ – 34 ккал

      Теңдеулердің екі вариантынан да алғашқы шикізат ретінде бағалы табиғи газдың көп мөлшерін жұмсау керек екені көрініп тұр.

      3. Көмірді газға айналдыру:

2С + О₂ → 2СО + 55 ккал;С + Н₂О → СО + Н₂ – 30 ккал

      Көрсетілген екі реакцияны комбинациялау арқылы «сулы газ» деп аталатын сутек пен улы газдың қоспасын алуға болады. Соңғы жылдары көмір мен судан сутек алу жолы неғұрлым тиімді әдістердің бірі деп есептелінеді. Алайда көмір – шектеулі шикізат.

      Мамандардың айтуынша, 800-900⁰С-де темір оксидтерін тотықсыздандыру үшін сулы газды қолдану тиімді болып табылады:

2Fe₃O₄ + CO + H₂ → 6FeO + H₂O + CO₂ – 22 ккал

      FeO-ны ары қарай су буымен 600-700 ⁰С-де қайта өңдейді. Су буының конденсациясынан кейін таза Н₂ алуға болады:

3FeO + Н₂О → Fe3O4 + Н₂ + 16 ккал

      Мұнда үдерістің үнемділігінің артуы соңғы реакцияның экзотермиялық болуына байланысты бөлінген жылудың белгілі бір мөлшерін төменгі реакцияға сай темір оксидінің тотықсыздануы орын алатын су газын қыздыруға қажет температураға жеткізуге пайдалануға мүмкіндік береді.

      Сутек алудың ең қарапайым, әрі таза әдісі су молекуласын тікелей сутек пен оттекке ыдырататын электролиз әдісі болуы керек еді. Алайда бұл үдерістің өзіне көп электр энергиясы жұмсалады және экономикалық жағынан тиімсіз болып отыр.

      Судың термолизі (термоыдырау) де рентабелділігі төмен үдеріс болып табылады, СКАЧАТЬ