Αέριο σύνθεσης

Το αέριο σύνθεσης είναι αέριο μίγμα υδρογόνου και μονοξειδίου του άνθρακα που χρησιμοποιείται ευρέως στη χημική βιομηχανία για την παραγωγή κύριων χημικών όπως μεθανόλη και αμμωνία. Το αέριο σύνθεσης παράγεται ώς επι το πλείστων απο φυσικό αέριο μέσω της καταλυτικής αναμόρφωσης με ατμό ή της μερικής οξείδωσης με οξυγόνο του μεθανίου.

Η μετατροπή του μεθανίου σε αέριο σύνθεσης παρουσία ατμού λαμβάνει χώρα κατά κύριο λόγο  μέσω της χημικής αντίδρασης αναμόρφωσης με ατμό:

CH4 + H2O  →  CO + 3 H2

και της αντίδρασης μετάθεσης (water gas shift reaction):

CO + H2O  →  CO2 + H2

Ενώ η μετατροπή του μεθανίου παρουσία οξυγόνου λαμβάνει χώρα  μέσω της αντίδρασης μερικής  οξείδωσης;

CH4 + 1/2 O2  →  CO + 2 H2

Η αναμόρφωση με ατμό είναι ισχυρά ενδόθερμη αντίδραση και απαιτεί 206 kJ/mol  ενώ οι αντιδράσεις  μετάθεσης και μερικής οξείδωσης είναι εξώθερμες αντιδράσεις εκλύωντας 41kJ και 284kJ/mol αντίστοιχα. Συμφωνα με την αρχή Le Chatelier  οι αντιδράσεις αναμόρφωσης με ατμό και μερικής οξείδωσης δεν ευνοούνται  σε ένα σύστημα με υψηλή πίεση επειδή έχουν ως αποτέλεσμα την αύξηση του αριθμού των mol. Επειδή όμως οι περισσότερες εφαρμογές του αερίου σύνθεσης απαιτούν υψηλές πιέσεις  (π.χ σύνθεση μεθανόλης, 50-100 bar ) επιλέγεται στην βιομηχανία η παραγωγή του να γίνεται σε υψηλή πίεση.

Παραπομπές

Πηγές 
 Chemical Process Technology, 2nd Edition, Jacob A. Moulijn, Michiel Makkee, Annelies E. van Diepen, ISBN 978-1-444-32025-1

Ενώσεις υδρογόνου
Ενώσεις άνθρακα