Найдите к каким технологическим процессам относится производство водорода, синте газов, производство элементарной серы и демеркаптанизация и опишите их

Процесс Фишера—Тропша—химическая реакция, происходящая в присутствии катализатора, в которой монооксид углерода (CO) и водород преобразуются в различные жидкие углеводороды. Обычно используются катализаторы, содержащие железо и кобальт. Принципиальное значение этого процесса — производство синтетических углеводородов для использования в качестве синтетического смазочного масла или синтетического топлива, например из угля. Синтез Фишера—Тропша можно рассматривать как восстановительную олигомеризацию оксида углерода:

nCO + (2n+1)H₂=C_nH_2n+2 + nH₂O

nCO + 2nH₂=C_nH_2n + nH₂O

Обе реакции экзотермичны со значительным тепловым эффектом ~165 кДж/моль по монооксиду углерода (СО). Катализаторами служат переходные металлы VIII группы: наиболее активен рутений (Ru), затем кобальт (Co), железо (Fe), никель (Ni). Для увеличения реакционной каталитической поверхности их часто наносят на пористые инертные носители, такие, например, как силикагель и глинозём. В промышленности нашли применение только Fe и Co.[2] Рутений слишком дорог, кроме того, его запасы на Земле слишком малы для использования в качестве катализатора в многотоннажных процессах. На никелевых катализаторах при атмосферном давлении образуется в основном метан (n=1), при повышении же давления в реакторе образуется летучий карбонил никеля, который уносится из реактора с продуктами реакции.Типичными условиями проведения процесса являются: давление от 1атм (для Co катализаторов) до 30 атм, температура 190౼240°C (низкотемпературный вариант синтеза, для Co и Fe катализаторов) или 320౼350°C (высокотемпературный вариант, для Fe). Механизм реакции, несмотря на десятилетия его изучения, в деталях до сих пор остаётся неясен. Впрочем, эта слабая изученность реакций типична для гетерогенного катализа. Термодинамические закономерности для продуктов синтеза Фишера—Тропша следующие.

Возможно образование из СО и H2 углеводородов любой молекулярной массы, вида и строения кроме ацетилена, образование которого энергетически невыгодно.

Вероятность образования углеводородов уменьшается в ряду: метан > другие алканы > алкены. Вероятность образования нормальных алканов снижается, а нормальных алкенов — повышается с увеличением длины цепи.

Повышение общего давления в системе способствует образованию более тяжёлых продуктов, а увеличение парциального давления водорода в синтез-газе благоприятствует образованию алканов.

Демеркаптанизация — процесс обессеривания сжиженных углеводородных газов и дезодорации высококипящих углеводородных бензиновых, керосиновых, дизельных фракций и нефтей. На сегодняшний день процессы демеркаптанизации представлены технологиями Merox, Mericat, Demerus, DMD.

В основу обессеривания легкого углеводородного сырья (сжиженных углеводородных газов) положена реакция извлечения меркаптанов щелочными агентами (см. реакцию 1) и последующим окислением меркаптидов натрия до дисульфидов (см. реакцию 2) с регенерацией исходного щелочного раствора в присутствии гомогенных или гетерогенных фталоцианиновых катализаторов отдельно от углеводородного сырья. Данный способ позволяет обеспечить снижение общей серы до остаточного содержания 10 ppm в пропан-пропиленовой фракции, бутан-бутиленовой фракции или их смесей представленной в основной метил- и этилмеркаптанами.

RSH+NaOH=RSNa+H2O

2RSNa+0.5O2+H2O=RSSR+2NaOH

Суть дезодорации высококипящих углеводородных бензиновых, керосиновых, дизельных фракций и нефтей заключается в окислении меркаптанов (см. реакцию 3), находящихся в углеводородной фазе до дисульфидов кислородом воздуха также в присутствии катализаторов. Другими словами перевод коррозионно-агрессивной меркаптановой серы в инертные дисульфиды. В этом случае снижение общей серы в углеводородном сырье не происходит.

2RSH+0.5O2=RSSR+H2O