Министерство образования Российской Федерации

Московская государственная академия тонкой химической

технологии им. М.В. Ломоносова

Кафедра Технологии нефтехимического синтеза и искусственного жидкого топлива

АТТЕСТАЦИОННАЯ РАБОТА

 

на соискание степени бакалавра по направлению

550800 «Химическая технология и биотехнология»

 

Тема: Сравнительный анализ: методы получения синтез-газа

 

Заведующий кафедрой,

д. х. н., проф. Третьяков В. Ф.

Руководитель,

ст. преп. Антонюк С. Н.

Дипломант, студент группы ХТ-406

Сысоев М. М.

Москва, 2003 г.

Содержание 1.      Введение 2.      Способы получения синтез-газа 3.      Газификация угля

3.1      Тенденции развития и новые инженерные решения в газификации угля

3.2    Взгляд на углепереработку сквозь десятилетия

3.3      Инженерные разработки за прошедшее столетие

3.4      Аппаратурно-техническое оформление процесса

4.      Конверсия метана в синтез-газ

4.1    Термодинамика процесса

4.2    Кинетика углекислотной конверсии метана

4.3    Механизм конверсии смеси CH4 + CO2

4.4    Катализаторы углекислотной конверсии метана

4.5    Технология конверсии метана

5.      Синтез Фишера-Тропша

5.1    Выбор катализаторов

6.         Альтернативный способ получения синтез-газа

6.1      Термохимическая конверсия биомассы

6.2      Биотехнологическая конверсия биомассы

7.      Продукты, получаемые на основе синтез-газа 8.      Выводы

9.      Используемая литература

1.      Введение

История знает немало примеров, когда в силу острой необходимости рождались новые оригинальные подходы к решению давно существующих жизненно важных проблем. Так, в предвоенной Германии, лишенной доступа к нефтяным источникам, назревал жесткий дефицит топлива, необходимого для функционирования мощной военной техники. Располагая значительными запасами ископаемого угля, Германия была вынуждена искать пути его превращения в жидкое топливо. Эта проблема была успешно решена усилиями превосходных химиков, из которых, прежде всего следует упомянуть Франца Фишера, директора Института кайзера Вильгельма по изучению угля.

В 1926 году была опубликована работа Ф. Фишера и Г. Тропша "О прямом синтезе нефтяных углеводородов при обыкновенном давлении", в которой сообщалось, что при восстановлении водородом монооксида углерода при атмосферном давлении в присутствии различных катализаторов (железо - оксид цинка или кобальт - оксид хрома) при 270 оС получаются жидкие и даже твердые гомологи метана.

Так возник знаменитый синтез углеводородов из монооксида углерода и водорода, называемый с тех пор синтезом Фишера-Тропша. Смесь CO и H2 в различных соотношениях, называемая синтез-газом, легко может быть получена как из угля, так и из любого другого углеродсодержащего сырья.

Следует отметить, что к моменту разработки синтеза Фишера-Тропша существовал другой способ получения жидкого топлива - не из синтез-газа, а непосредственно из угля прямой гидрогенизацией. В этой области значительных успехов добился также немецкий химик Ф. Бергиус, который в 1911 году получил из угля бензин. Справедливости ради подчеркнем, что синтез Фишера-Тропша возник не на пустом месте - к тому времени существовали научные предпосылки, которые базировались на достижениях органической химии и гетерогенного катализа. ............