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La production de méthanol est un additif à indice d'octane élevé pour l'essence


Brève information sur le méthanol. Méthanol, alcool méthylique, alcool de bois, carbinol, CH 3 OH - l'alcool aliphatique le plus simple, liquide incolore à faible odeur, rappelant l'odeur de l'alcool éthylique. Le point d'ébullition est de + 64,5 ° C, le point de congélation est de -97,8 ° C et la densité est de 792 g / l. Les limites de concentrations explosives dans l'air sont de 6,7 à 36% en volume. L'indice d'octane est supérieur à 110. La température d'inflammation est de 467 ° C, la valeur calorifique est de 24 000 kJ / kg - inférieure à celle de l'essence (44 000 kJ / kg). La consommation de méthanol (en litres) Comme carburant est utilisé dans les voitures de course, par exemple dans "Formule 1".
L'ALCOOL METHYLIQUE est mélangé à n'importe quelle concentration avec de l'eau, des solvants organiques et IUDOVIT, en buvant 30 millilitres de méthanol peut être la MORT, à moins que des mesures urgentes ne soient prises! Les vapeurs sont également toxiques!
Traditionnellement, le méthanol était obtenu par sublimation du bois. Mais un moyen plus prometteur d’obtenir du méthanol - à partir du gaz naturel. Plus tard, à mesure que cette technologie s’améliorera, d’autres sources de matières premières, par exemple la biomasse (fumier), sont possibles. Les méthodes de production du méthanol industriel ne sont pas encore assez efficaces pour utiliser le méthanol comme carburant, mais dans les décennies à venir, le prix du pétrole ne fera qu'augmenter et la situation pourrait évoluer en faveur des carburants à base d'alcool. Comme vous le savez, le gaz naturel contient presque 100% de méthane - le CH 4 . En aucun cas, il ne devrait être confondu avec le gaz du ballon propane-butane, ce dernier est un produit de craquage de l'huile et est utilisé directement comme carburant automobile. Cependant, cela est fait par de nombreux automobilistes, en installant l'équipement approprié. Et lorsque vous utilisez du méthanol, aucun équipement supplémentaire n'est requis. Nous décrirons en détail comment, en utilisant le méthanol comme carburant, il est possible d’augmenter considérablement la puissance du moteur. En attendant, nous dirons seulement que ceci est obtenu en augmentant le diamètre des jets principaux ou en réduisant la quantité d'air dans le mélange de carburant.
Donc, à propos de la chimie du processus d'obtention du méthanol à partir du gaz naturel.

Le méthane sous oxydation incomplète se transforme en monoxyde de carbone et en hydrogène, cette réaction est la suivante:

2CH 4 + O 2 -> 2 CO + 4H 2 + 16,1 kcal.

Un processus plus simple est réalisé par la réaction de conversion du méthane avec la vapeur d'eau:

CH 4 + H 2 0-> CO + 3H 2 - 49 kcal.

Dans la première équation, il y a +16,1 kcal. Cela signifie que la réaction se déroule avec la libération de chaleur. Dans le second - avec absorption. Néanmoins, nous nous concentrerons sur la deuxième méthode d'obtention du monoxyde de carbone et de l'hydrogène. Avec ces deux composants, le méthanol peut être directement synthétisé. La réaction se déroule selon la formule suivante:

CO + 2H 2 <=> CH 3 OH.

La difficulté est que le produit final est obtenu uniquement à haute pression et à haute température (P> 20 atm, T = 350 degrés), mais en présence d'un catalyseur, ce processus se déplace vers la droite et à basse pression. Le méthanol résultant est éliminé de la réaction en refroidissant à la condensation et aucun gaz condensé ne sera brûlé. Avec une combustion adéquate des résidus d'hydrogène et de CO, aucune substance nocive n'est libérée (les déchets de CO 2 et H 2 0 sont inoffensifs), de sorte qu'aucun dispositif d'échappement n'est requis. Ensuite, le méthanol est versé à travers le tube, nécessairement avec le scellement (!), Dans le bidon. Comme vous pouvez le voir, le processus chimique est très simple, il repose sur deux réactions. Les difficultés ne sont que technologiques et en termes de sécurité. Nous traitons ici de substances hautement inflammables et toxiques. Vous devez vous méfier à la fois de l’explosion et de la fuite de ces gaz. Par conséquent, il est nécessaire d'observer strictement la technologie et les règles de traitement que nous décrirons. Pour assembler l’installation, vous devrez acheter: une feuille d’acier inoxydable (1mm), un tube en acier inoxydable sans soudure, un diamètre extérieur de 6-8mm, une épaisseur d’au moins 1mm et une longueur d’environ 2 mètres; mais un travailleur). Eh bien, il va sans dire que vous aurez besoin de soudage électrique à l’argon.

Pour une capacité de 10 l / h, l'échangeur de chaleur peut avoir une longueur de 600 mm et pour 200 l / h 200 mm, h - 20 mm devrait suffire. Les tailles de particules peuvent varier, l’optimum se situant entre 0,5 et 1 mm.

ÉCHANGEURS DE CHALEUR

Les échangeurs de chaleur sont généralement constitués de tubes entourés d'un agent de refroidissement. Dans la vie quotidienne, ils sont appelés "bobines". Pour les liquides à haute conductivité thermique, un tel échangeur de chaleur peut être acceptable. Mais avec le gaz, la situation est complètement différente. Le fait est que, à basse vitesse, le flux de gaz se déplace de manière laminaire et n’échange pratiquement pas de chaleur avec l’environnement. Regardez la fumée qui monte de la cigarette allumée. Ce mince filet de fumée est un flux laminaire. Le fait même que la fumée monte, parle de sa chaleur. Et le fait qu’il reste une tige solide d’environ 20 cm de hauteur indique qu’il retient la chaleur. C'est-à-dire qu'à cette distance, même à très faible vitesse, le flux de gaz n'a pas le temps de se refroidir pour échanger de la chaleur avec l'air. C'est à cause de l'écoulement laminaire que les échangeurs de chaleur à gaz doivent être encombrants. A l'intérieur de leurs tubes, il y a des "courants d'air" qui, même à des dizaines de mètres, ne permettent pratiquement pas l'échange de chaleur. (Toute expérience est utile!) Un long tube intensément refroidi, le condensat en sort, mais la vapeur coule aussi nécessairement. Par conséquent, le transfert de chaleur n'est pas suffisamment efficace. Le problème a cependant des solutions et cela peut être simple. Remplir le tube, par exemple, avec de la poudre de cuivre (voir fig. 1). Pour une capacité de 10 l / h, l'échangeur de chaleur peut avoir une longueur de 600 mm et pour 200 l / h 200 mm et h - 20 mm pour 3 l / h. Les tailles de particules peuvent varier, l’optimum se situant entre 0,5 et 1 mm. Compte tenu des tâches d'échange thermique, le matériau de la coque peut être le fer, le cuivre et l'aluminium, le matériau de rembourrage (cuivre, aluminium).

Ensuite, un tourbillon de gaz se forme autour de chaque partie du métal. Cela élimine immédiatement les courants d'air et le flux devient turbulent. En même temps, le contact du gaz avec la surface refroidie augmente considérablement. La poudre de cuivre chargée dans le tube reçoit ou dégage constamment de la chaleur sur les parois, et comme la conductivité thermique du cuivre est environ 100 000 fois plus élevée que la conductivité thermique du gaz, le gaz assumera relativement rapidement sa température. Il convient de tenir compte du fait qu’en diminuant la taille des particules et en augmentant leur nombre, la résistance à l’écoulement de gaz augmente également. Par conséquent, il est pratiquement impossible d'utiliser des particules inférieures à 0,5-1 mm pour un échangeur de chaleur. Bien entendu, il est conseillé de faire circuler l'eau de refroidissement vers le flux de gaz. Cela permet d'avoir une certaine température en chaque point de l'échangeur de chaleur. Le contact thermique chez nous étant proche de l'idéal, la température à la sortie du liquide condensé sera égale à la température du liquide de refroidissement. Ceci est l'échangeur de chaleur discuté ici. L'esquisse ci-dessus n'est autre qu'un distillateur, c'est aussi une machine à lunes, c'est aussi un échangeur de chaleur. La capacité d'un tel distillateur est estimée à 10 litres par heure.
Il peut également être utilisé dans presque tous les buts, y compris une unité pour la production d'alcool éthylique normal (voir les numéros de priorité n ° 1'91g et n ° 1-2'92g). De tels échangeurs de chaleur à grande productivité sont des centaines de fois plus petits que ceux existants.

REACTEUR DE POMPE CATALYTIQUE CATALYTIC PUMP (REACTEUR, voir Fig. 2)
Dans les procédés de gaz chimiques existants, le catalyseur habituel passe dans des granulés d'une taille assez importante de 10 à 30 mm. La zone de contact du gaz avec de telles billes est des milliers de fois plus petite que si nous utilisions des particules de 1-1000 microns. Mais la perméabilité du gaz est très difficile. De plus, les plus petites particules du catalyseur vont bientôt tomber en panne en raison de la contamination de surface. Nous avons trouvé un moyen d'augmenter la surface de contact du gaz avec le catalyseur, sans entraver sa perméabilité dans le réacteur, et en même temps purifier en continu le soi-disant "empoisonnement" du catalyseur lui-même. Ceci est fait comme suit. Le catalyseur en poudre est mélangé à des particules ferromagnétiques - poudre de fer ou de ferrite, que l’on peut obtenir en cassant des aimants de haut-parleurs défectueux (les ferrites perdent des propriétés magnétiques supérieures à 150 ° C). utile dans le futur (lisez ci-dessous - ne pas ajouter spécifiquement de la poudre abrasive). Un mélange de poudre ferromagnétique avec un catalyseur est placé dans un tube non magnétique, par exemple en verre, en céramique, et peut être fabriqué en aluminium ou en cuivre. Maintenant, voyez ce que le système peut être. Les enroulements de bobine partent de l'extérieur du tube. Chacun d'eux est allumé via des diodes, par exemple, comme le montre la Fig.

Lorsque le courant alternatif est activé, les enroulements sont commutés alternativement à une fréquence de 50 Hz. En même temps, la poudre ferromagnétique comprime et dilate en continu le catalyseur, fournissant une perméabilité aux gaz pulsés. Si nous incluons les électro-aimants dans un réseau triphasé (voir Fig. 4), alors, dans ce cas, la pulsation de compression des compressions est assurée et, par conséquent, le gaz se contractera continuellement dans le sens longitudinal. Ainsi, le système fonctionne comme une pompe. Dans le même temps - mélanger à plusieurs reprises le gaz, le comprimer et le dilater et augmenter l'intensité du processus de mille fois sur le catalyseur. Parallèlement, les particules de catalyseur se frottent les unes contre les autres et la poudre abrasive de ferrite, ce qui conduit à leur nettoyage des films polluants.

Le schéma fonctionne comme suit:

avec une fréquence de 50 Hz, la polarité change sur l’alimentation. Le courant passe alternativement par les enroulements 1,3 et 2,4 (voir figure 2). Dans ce cas, un champ magnétique apparaît, qui magnétise les particules ferromagnétiques et les oblige à interagir entre elles, impliquant les particules de catalyseur en mouvement. De cette manière, la perméabilité se produit à travers les petites particules en alternance pour le gaz, remplacée par une grande résistance exercée par la masse comprimée de particules. Et surtout: l'activité du catalyseur qui comprime et décompresse le gaz réactif, pour des raisons encore inconnues, est multipliée par 20 à 50 fois. Le fonctionnement du réacteur catalytique décrit est équivalent à un réacteur mesurant 20 à 30 mètres. Augmenter la productivité du réacteur est possible, y compris les enroulements dans un réseau triphasé. Dans ce cas, le système ne fonctionne pas comme une vanne, mais comme une pompe active, combinant tous les effets positifs du premier circuit et forçant en outre le gaz à se déplacer dans le sens du déplacement du déphasage. Lors de cette inclusion, il est important de choisir le bon phasage. Ainsi, dans le réacteur présenté ici, les facteurs positifs suivants fonctionnent:
Изменённая схема реактора

1. L'augmentation de la surface du catalyseur est de 300-1000 fois due à la diminution de la taille des particules.
2. Le catalyseur est nettoyé en permanence de la contamination de surface.
3. pulsations à pression constante des gaz réactifs entre les particules de catalyseur et, dans le second schéma, il y a en outre un transfert de gaz à l'intérieur même du réacteur.

L'inconvénient de ce réacteur - résistance accrue à l'écoulement du gaz - est éliminé par une compaction alternée - la libération de particules à l'intérieur de bobines impaires. Un détail important: il est nécessaire d'isoler les bobines de la cuve du réacteur. A ce propos, ainsi que pour des raisons pratiques, l'auteur du site a apporté les modifications suivantes (voir à droite):
A partir d'un porc (bronze ou laiton) d'un diamètre de 50 mm, nous avons découpé la cuve du réacteur. Les dimensions peuvent être prises comme auparavant - longueur totale de 160 mm, longueur du réacteur de travail d'environ 140 mm, à l'intérieur. diamètre 33 mm, épaisseur de paroi d'environ 5 à 8 mm, c'est-à-dire diamètre extérieur d'environ 50 mm et même diamètre - bouchons, leur épaisseur est de 20 mm et sur chaque filetage M36x1,0 mm et une longueur de 10 mm sont coupés. Tout cela doit être fait avec le même matériau! Pour les bouchons dans les trous sont insérés et soudés des raccords filetés ou simplement des tubes en acier sans soudure avec un diamètre interne de 6 ... 8 mm et une épaisseur de paroi d'environ 2 mm. Cette construction doit être isolée de l'extérieur avec de l'amiante en feuilles et divisée sur toute sa longueur en quatre sections à l'aide de cinq cloisons, également découpées à partir de feuilles d'amiante. Pour fixer les cloisons, vous pouvez les enduire de colle au silicate. Après séchage, le fil de cuivre (d = 0,15 mm) est enroulé dans chaque section. La résistance mesurée par un ohmmètre pour chaque section doit être d'environ 1200_Ohm. Les enroulements sont activés via le régulateur de tension (par ex. Transformateur de laboratoire - LATR) pour éviter la surchauffe des enroulements, ils doivent être refroidis, il est possible de poser des tubes de verre de 6 à 8 mm de diamètre température à l'intérieur du réacteur.

Il convient de noter qu'un système similaire du réacteur (Fig. 2) a été revendiqué pour un brevet (auteur - GN Vaks), il peut fonctionner dans tout procédé de gaz catalytique. Par conséquent, pour les chimistes, il ne s’agit pas d’un développement artisanal, mais d’un réacteur fondamentalement nouveau, mais pas complètement étudié, mais efficace. Selon toute vraisemblance, les effets seront renforcés par la fourniture d'impulsions rectangulaires ou d'oscillations à haute fréquence.

Disperser - le méthane est saturé de vapeur d'eau

PRODUCTION SYNTHÉTIQUE DE GAZ.

SYNTHESIS-GAS est le mélange de H 2 et de CO nécessaire à la production de méthanol. Par conséquent, nous allons d'abord considérer la technologie du gaz de synthèse. Les méthodes traditionnelles de production de CO et de H 2 à partir du méthane (CH 4 ) consistent à mélanger le méthane à la vapeur et à chauffer le réacteur où une quantité mesurée d’oxygène est ajoutée au mélange vapeur-méthane. Les réactions suivantes se produisent:

[1] CH 4 + 20 2 <-> CO 2 + 2 H 2 O + 890 kJ;
[2] СН 4 + Н 2 0 <-> СО + ЗН 2 - 206кJ;
[3] СН 4 + СО 2 <-> 2СО + ЗН 2 - 248кJ;
[4] 2H 2 + 0 2 <-> 2H 2 O + 484 kJ;
[5] СО 2 + Н 2 <-> СО + Н 2 0 - 41.2кJ.

Comme on peut le voir, certaines réactions endothermiques - avec absorption de chaleur - et certaines réactions exothermiques - avec excrétion. Notre tâche est de créer un équilibre afin que les réactions se déroulent avec une libération contrôlée de chaleur. Ainsi, au début, un mélange dosé de H 2 O et de CH 4 est nécessaire. Les méthodes traditionnelles de conduite de ce processus sont complexes et lourdes. Nous saturerons le méthane avec de la vapeur d'eau en faisant passer des bulles de ce gaz dans de l'eau chauffée à 100 degrés Celsius, et pour garantir que les bulles sont activement brisées, nous plaçons des particules solides de ferrite sur 1 à 2 mm. Mais dans cette masse, tôt ou tard, les bulles trouvent leur chemin et, pratiquement sans se briser, passent à travers le canal formé. Pour éviter cela, nous plaçons les particules de ferrite et la chambre de mélange dans un solénoïde alimenté en courant alternatif. C'est la différence essentielle entre notre dispersant (voir Fig. 5). Sous l'influence de la vibration des particules de ferrite dans un champ magnétique pulsé, les bulles de méthane sont constamment dispersées, traversent un chemin zigzag complexe et sont saturées de vapeur d'eau. Il n'y a pas d'exigences strictes concernant le solénoïde, car il est alimenté par le LATR ou par le régulateur de lumière (disponible dans le commerce). L'ajustement de la tension sur le solénoïde est nécessaire pour modifier simultanément le degré de saturation du méthane en vapeur d'eau en modifiant le champ magnétique. Le but de ces modifications sera discuté ci-dessous. Le nombre de tours dans la bobine peut être de 500 à 1000. Le diamètre du fil est de 0,1-0,3 mm. Le tube dispersant est prélevé sur un métal non ferromagnétique et sera chauffé dans un champ magnétique alternatif. De plus, le méthane pénètre dans l'eau chauffée. Par conséquent, il n'y a pas de chauffage spécial pour l'eau (remarque: opinion erronée! L'eau doit d'abord être chauffée jusqu'à ébullition, par exemple avec un réchauffeur de gaz, sinon vous n'obtiendrez pas la bonne quantité de vapeur d'eau). Un autre réservoir est nécessaire pour la préparation de l'eau, car il est continuellement utilisé pour la formation d'un mélange vapeur-méthane. Un bac de vidange d'une cuvette standard dont le trou de vidange est fermé par un tube de drainage soudé sera inséré dans le dispersant 180 ° (voir fig. 5), ceci est fait dans un but de sécurité, afin d'exclure la pénétration de méthane dans le réservoir.
Le mélange vapeur-méthane fini est chauffé à une température de 550-600 degrés dans un échangeur de chaleur

ATTENTION: il est nécessaire de placer le réservoir de telle manière que le niveau d'eau dans le mélangeur-dispersant ne dépasse pas 150 mm. jusqu'à la moitié de sa hauteur, ceci est dû à la pression dans le réseau de gaz (= 150 mm de colonne d'eau!), sinon l'eau empêchera le passage du méthane dans le dispersant. De plus, l'eau doit être débarrassée des impuretés de chlore avant d'être introduite dans le réservoir. Les moyens standard de purification de l'eau à usage domestique feront face à cela.
Le mélange vapeur-méthane fini est chauffé à une température de 550-600 degrés dans un ECHANGEUR DE CHALEUR. Le dispositif de l'échangeur thermique (Fig. 6) a déjà été décrit suffisamment en détail ci-dessus (voir Fig. 1). Par conséquent, nous ne donnons qu'un affinement des dimensions. L'échangeur de chaleur est en acier inoxydable, il est nécessairement brassé dans un environnement de gaz inerte. Les tubes en acier inoxydable sont fixés au corps uniquement par soudage. Le matériau de remplissage de l'échangeur de chaleur est constitué de particules de céramique de 1 à 2 mm. Cela peut être, par exemple, des plats en porcelaine broyée. Il est nécessaire de remplir le récipient suffisamment serré, avec des secousses obligatoires. Erreur possible: si l'échangeur de chaleur est insuffisamment rempli de particules céramiques, le gaz trouvera son chemin et les flux seront laminaires au fur et à mesure que l'échange thermique se détériorera.
ATTENTION: TOUS LES SYSTÈMES DOIVENT ÊTRE SCELLÉS. Pas de fuites! Dans l'échangeur de chaleur 3.2 (voir fig. 10), les températures sont élevées! Aucun joint n'est utilisé - uniquement le soudage à l'argon.

L'unité la plus complexe et la plus responsable de l'usine est le convertisseur-réacteur (voir Fig. 7), où se produit la conversion du méthane (en le convertissant en gaz de synthèse). CONVERTISSEUR-RÉACTEUR, il y a une conversion du méthane, c'est-à-dire sa conversion en gaz de synthèse. Le convertisseur est constitué d'un mélangeur oxygène-vapeur-méthane et de colonnes catalytiques de réaction. En général, la réaction se déroule avec la libération de chaleur. Cependant, dans notre cas, pour que le processus commence, nous effectuons un chauffage sur les conduites d'alimentation, car nous effectuons la conversion du méthane en fonction de la réaction [2]:

CH 4 + H 2 O <-> CO + 3H 2 - 206 kJ,

avec la perte de chaleur, ce qui signifie qu'il est nécessaire de fournir de la chaleur au convertisseur. Pour ce faire, nous faisons passer le gaz vapeur-méthane à travers les tubes chauffés par les brûleurs. Le convertisseur fonctionne comme suit:
Le mélange vapeur-méthane pénètre dans la chambre dans laquelle sont soudés des tubes en acier inoxydable. Le nombre de tubes peut être compris entre 5 et 20 en fonction des performances souhaitées du convertisseur. L'espace de la chambre supérieure doit nécessairement être densément rempli de sable à gros grains ou de céramiques concassées ou de miettes d'acier inoxydable, les dimensions des particules étant de 0,5 à 1,5 mm. Ceci est nécessaire pour un meilleur mélange des gaz et, surtout, pour le retardement de la flamme. Lorsque l'air est mélangé avec du méthane chaud, un incendie peut se produire. Par conséquent, dans la chambre supérieure, l'emballage est effectué avec agitation et remplissage obligatoires. Les tubes et la chambre de collecte (sur la figure 7-inférieure) sont juste remplis de particules contenant le catalyseur-oxyde de nickel.
La fraction massique du nickel dans le catalyseur lors du recalcul en NiO doit être d'au moins 7,5 ± 1,5%. La teneur résiduelle en méthane dans la conversion du gaz naturel avec de la vapeur (vapeur: gaz = 2: 1), à une température de 500 ° - 38,5% et à 800 ° - pas plus de 1,5%. La fraction massique du soufre "nocif" en termes de SОO ne doit pas dépasser 0,005%.
Il est possible de fabriquer un tel catalyseur (mais il est préférable de trouver un catalyseur industriel prêt à l'emploi). Pour ce faire, il est nécessaire de calciner les particules de nickel dans l'air. S'il n'y a pas de nickel pur, alors il peut être préparé à partir de pièces de 10-15-20 penny contenant de nickel de l'URSS. Effacez-les sur une meule abrasive ou un petit cutter. Le contact avec l'abrasif est autorisé. La poudre résultante est calcinée et mélangée dans un rapport de 1/3 du volume de la poudre avec 2/3 du volume de céramique broyée (0,5 mm) ou de sable pur à gros grains.
L'espace entre les parties supérieures des tubes est rempli par 10 cm d'isolant thermique haute température. Ceci est fait pour ne pas surchauffer la chambre supérieure. Il existe un moyen simple d’obtenir un tel isolant thermique. La colle de silicate cléricale habituelle est mélangée à 10-15% en poids de craie finement craie ou de talc ou d'argile. Mélangez soigneusement. Verser le mélange en couche mince et cautériser immédiatement avec une lampe à chalumeau. L'eau bouillie dans la colle forme une masse blanche semblable à de la pierre ponce. Quand il refroidit, versez une couche de colle avec de la craie dessus et traitez-la à nouveau avec une flamme. Et répétez jusqu'à ce qu'ils obtiennent la couche nécessaire d'isolant thermique. Après la fin de l'assemblage du convertisseur, il est placé dans une boîte en acier, qui est nécessairement isolée avec un matériau capable de supporter des températures pouvant atteindre 1000 degrés, par exemple l'amiante. Les brûleurs de type injection peuvent être de 5 pièces à 8. Plus ils sont nombreux, plus le chauffage est uniforme. Un système utilisant un seul brûleur est également possible. Sa flamme a plusieurs sorties à travers les trous dans le tuyau. Les brûleurs à gaz sont disponibles dans le commerce, par exemple ceux utilisés pour le traitement des skis. Il y a également des lampes à souder au gaz en vente, nous ne donnons donc qu'un aperçu général. Les brûleurs doivent être branchés en parallèle et régulés par une soupape à gaz standard, par exemple une cuisinière à gaz, mais il est préférable de choisir un régulateur de gaz domestique coûteux mais fiable et pratique. installation dans son ensemble.

Un autre des noeuds responsables est un mélangeur à éjecteur fournissant de l’air et du méthane à la chambre du convertisseur (voir fig. 8) .Le mélangeur à air et méthane est constitué de deux buses, l’une sert au méthane saturé de vapeur d’eau. L'air provient du compresseur, sa quantité est régulée par la soupape de pression (Fig.9.). Le compresseur peut provenir pratiquement de n'importe quel réfrigérateur domestique, la pression est réglée de "zéro" à celle requise, ce qui ne sera pas beaucoup plus élevé que la pression dans la conduite de gaz (c.-à-d.> 150 mmHg).
La nécessité de fournir de l'air (oxygène) au convertisseur est due au fait que, selon la réaction [5], une partie de l'hydrogène doit être absorbée par la libération de CO, augmentant ainsi la quantité de monoxyde de carbone jusqu'à une proportion de CO: H 2 = 1: 2. le nombre de moles (volumes) d'hydrogène devrait être deux fois plus élevé que le volume de monoxyde de carbone ( remarque: la présence d'air en excès conduira à la synthèse de sous-produits - acides, alcools supérieurs - sivuhi et autres composants nocifs). Mais l'apparition de CO 2 se produira lors de la réaction [1] avec la libération d'une grande quantité de chaleur. Par conséquent, au début du processus du compresseur, nous n'allumons pas la vis et ne la fermons pas. L'air n'est pas servi. En allumant progressivement le compresseur et en vissant la vis de la soupape de pression, la caméra se réchauffe et le système tout entier s’allume, ce qui augmente la quantité d’hydrogène à la sortie du condenseur de méthanol (échangeur thermique 3 et 3.1). une mèche (13 cm 10), en la coupant. La mèche utilisée pour brûler le surplus de gaz de synthèse est un tube de 8 mm, long de 100 mm, rempli de fil de cuivre sur toute sa longueur, afin que la flamme ne descende pas dans une boîte de méthanol. Nous avons démantelé toutes les unités de l'unité de production de méthanol. Comme il ressort de la précédente, l'ensemble de l'installation se compose de deux unités principales: un convertisseur pour créer du gaz de synthèse (conversion du méthane) et un synthétiseur de méthanol. Le synthétiseur (pompe catalytique, voir Fig. 2) est assez bien décrit ci-dessus. La seule chose à ajouter est la nécessité d'installer un isolant thermique entre le tuyau et la bobine. Comment faire un isolant thermique, nous avons signalé lors de la description de la fabrication du convertisseur (voir Fig. 7).

RETOUR AU PROGRAMME GÉNÉRAL D'INSTALLATION. Le fonctionnement du schéma général: le méthane s'écoule de la conduite de gaz à travers la vanne (14) vers l'échangeur de chaleur (3.1), chauffe jusqu'à 250-300 ° C, puis passe dans le réacteur filtrant (15). seul le diamètre du tuyau = 8cm), contient de l'oxyde de zinc - pour purifier le gaz des impuretés soufrées et ne pénètre alors que dans le mélangeur-dispersant (2), où il est saturé de vapeur d'eau. De l'eau (distillée) est ajoutée au dispersant en continu du réservoir (1). Le mélange de gaz libéré pénètre dans l'échangeur de chaleur (3.2) où il est chauffé à 500-600 ° C et se dirige vers le convertisseur (4). Sur un catalyseur NiO à une température de 800 ° C, une réaction se produit [2]. Pour créer cette température, les brûleurs (12) fonctionnent. Une fois les conditions de température établies, le compresseur (5) est mis en marche et de l'air est progressivement envoyé au mélangeur (11). La pression est augmentée en vissant la vis dans la valve (8). En même temps, nous réduisons la flamme sur les brûleurs (12) au moyen d’une soupape (14.2). Le gaz de synthèse produit à la sortie pénètre dans les échangeurs de chaleur (3.1, 3.2), où il est refroidi à une température de 320-350 °. Le gaz de synthèse est ensuite introduit dans le synthétiseur de méthanol (6), où il est converti en méthanol CH3OH sur un catalyseur à partir d'un mélange de la même quantité de ZnO, CuO, CoO. Le mélange de produits gazeux à la sortie est refroidi dans l'échangeur thermique (3.3). qui est décrit ci-dessus (voir Fig. 1) et pénètre dans le réservoir de stockage (10). Au sommet se trouve une mèche tubulaire (13) où sont brûlés les produits qui n'ont pas réagi dans les processus. L'allumage est nécessaire, nécessaire!

Travail du régime général. Le méthane pénètre dans l'échangeur de chaleur (3.1) par la vanne (14), chauffe jusqu'à 250-300 degrés et traverse le réacteur de filtration (15) jusqu'au mélangeur dispersant (2) où il est saturé de vapeur d'eau. De l'eau est ajoutée au dispersant en continu depuis le réservoir (1). Le mélange de gaz libéré pénètre dans l'échangeur de chaleur (3.2), où il est chauffé à 500-600 degrés et se dirige vers le convertisseur (4). Sur le catalyseur NiO à une température de 800-900 degrés, une réaction se produit [2]. Les brûleurs (12) créent la température de travail.

PLUSIEURS CONSEILS. Les catalyseurs peuvent être préparés par calcination de métaux en poudre dans l'air. La mesure de la température peut être effectuée à l'aide d'indications thermiques, qui sont maintenant assez courantes. La mesure doit être effectuée sur les tubes d'entrée et de sortie. Si la couleur ne suffit pas, vous pouvez fabriquer un alliage étain-plomb-zinc. Sous certaines proportions expérimentales de mélange, ils auront la température de fusion requise. En appliquant les alliages résultants sur les tubes et après leur fusion, il est possible de contrôler la température avec une certaine erreur. Si vous ne permettez pas la formation de poches de gaz (toutes les cavités sont complètement remplies avec la miette correspondante), si les fuites ont été éliminées et, surtout, si la mèche est allumée rapidement et que la mèche brûle constamment (11), l’installation sera absolument sûre. La sélection des catalyseurs peut augmenter l'efficacité thermique, augmenter le pourcentage de rendement en méthanol. Pour atteindre l'optimum, des expériences sont nécessaires ici. Ils sont détenus dans de nombreuses institutions de différents pays. En Russie, ces instituts de recherche comprennent, par exemple, le GIAP (Institut national de l’industrie de l’azote). Il ne faut pas oublier que la production de méthanol à partir de gaz naturel dans des installations compactes est une nouvelle activité et que de nombreux procédés n’ont pas été suffisamment étudiés. Dans le même temps, le méthanol - l'un des carburants les plus écologiques et les plus idéaux. Et, plus important encore, l’obtention repose sur des ressources illimitées et renouvelables - le méthane.