SGK Hóa Học 10 - Tư liệu. Một phương pháp sản xuất hiđrô trong công nghiệp

RÌNH
Tư liệu
MỘT PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT HIĐRO TRONG CÔNG NGHIỆP
..Khoáng 75% hiđro được sản xuất bằng quá trình rifominh hơi nước. Trong quá trình này hiđrocacbon (trong khí thiên nhiên) và hơi nước phản ứng với nhau tạo ra hiđro và cacbon monooxit. Phán ứng rifominh hơi nước được thực hiện theo hai giai đoạn : giai đoạn refominh sơ cấp và refominh thứ cấp. Trong giai đoạn sơ cấp, hỗn hộp hơi nước và hiđrocacbon được nén đến áp suất khoảng 30 atm và được đốt nóng trên chất xúc tác niken oxit ở khoảng 800 °C. Giai đoạn thứ cấp được thực hiện ở nhiệt độ cao hơn (khoáng 1000 °C) với sự có mặt của không khí để chuyến hoá hiđrocacbon còn lại ở giai đoạn sơ cấp. Hai phản ứng chính (với chất đại diện là CH4) như sau :
CH4 (k) + H2OCO (k) + 3H2ífc); (1) AH > 0 : giai đoạn sơ cấp
2CH4 (k) + o2 (k)	2CO (k) + 4H2 (k);	(2) AH > 0 : giai đoạn thứ cấp
Khí H, tạo ra lẫn co và hơi nước được dẫn qua chất xúc tác' CuO-ZnO ớ khoáng 300 °C :
CO + H2O —> CO2 +-HỈ2
Đế tách H2 khói co, người ta dùng dung dịch K2CO3 hấp thụ cỏ2 ớ áp suất cao : co2 + K2CO3 + H2O -> 2KHCO3
Do cả hai phản ứng (1) và (2) đều thu nhiệt, nên theo nguyên lí Lơ Sa-tơ-li-ê, quá trình tạo ra sản phẩm thuận lợi ở nhiệt độ cao.
Ở áp suất cao không thuận lợi cho quá trình tạo ra H2 vì cả hai phản ứng đều có số mol khí của sản phấm lớn hơn số mol khí của các chất phán ứng. Tuy nhiên, trong thực tế các phản ứng trên đều thực hiện ớ áp suất'cao, vì H2 tạo ra được sứ dụng khép kín để tổng hợp NH3 (đi từ N2 và H2, ở áp suất cao hiệu suất tạo thành NH3 cao hơn). Các nhà máy phân đạm ở Phú Mĩ (Bà Rịa - Vũng Tàu) và ớ Cà Mau sản xuất NH3 (sau đó thành urê) theo quy trình khép kín này.