Н.С. Зефиров - Химическая энциклопедия, том 1 (1110090), страница 246
Текст из файла (страница 246)
Па др, спасобзч в смесь газа с водяным паром добавляют О (0,55 — 0,65 м на 1 м' СН4), благодаря чему конверсия СН4 становится автотермичной (в результате экзатермич, р-ции: СН4 4- -ь '/ О -т СО + 2Н, 4- 35,6 кДж) и не требует наружного обогрева реактора. Этот процесс осуществляют в реакторах шахтного типа при 830-1000'С.
2) Конверсию СО с водяным паром; СО + ЗН, + 4- Н,О -г СО3 + 4Н2 + 41 КДж; ПрОцЕСС Прааадят Прн 370-440'С в присут. железохромового кат. (первая ступень) и при 230 — 260'С в присут. цинкхроммедного кат. (вторая ступень). 3) Очистку газовой смеси от СО2 и остатков непрареагировавших СО, СН4 и Н2О осуществляют обычными методами (см. Газов очисшка). Известен также способ высокотемпературной (1350 †!450'С) конверсии газообразных углеводородов, основанный на их непочном окислении кислородом до СО ВОДОРОД 401 в сааб. объеме без катализатора.
Дальнейшие стадии конверсии СО и очистки газовой смеси аналогичны применяемым в первом способе. Получение В. из твердых горючих ископаемых включает их переработку с водяным паром и воздухом или О, (газификацию): С + Н2О -т СО + Нт — 118,9 кДж; 2С 4- О, -т 2СО + 230 кДж. В результате образуется вадянои газ (содержащий до 40)г СО и 50;6 Н,), а также СО2, СН4, Хг и примеси сернистых соединений. После очистки от последних получают Вт как указано в первом способе. Аналогично перерабатывают и тяжелые нефтяные остатки.
Газ, содержащий 85 — 90% В. и 10-1 5% др. газов, гл. обр. углеводородов, получают в кач-ве побочного продукта на нефтеперерабатывающих заводах (см. Газы нвфкчеперерабашхи). Нз газа коксовых печей, содержащего 55 — 603,' В„ последний выделяют методом фракц. конденсации при глубоком охлаждении (см. Газов разделение). Сравнительно небольшое кол-во В. (и одновременно Оз) получают электролизом воды. Электролитом служит водный р-р КОН (350 — 400 г/л); давление в электролизерах от атмосферного до 4 МПа, их производительность 4-500 м /ч, расход электроэнергии 5,1-5,6 кВт ч на 1 мэ В. (теоретич. расход прн 25'С 2,94 кВт 91 Разрабатываются высокотемпературные процессы электролитич.
разложения воды (с целью снижения расхода электроэнергии и уменьшения объема аппаратуры). Значит. кол-ва В. образуются в кач-ве побочного продукта при электролитич. произ-ве С!2 и щелочей, хлоратов, Н,О2. Перспективные методй йолучения В.-термохим. и термоэлектрохим. циклы разложения воды с исполъзаванием тепла, выделяемого в атомных реакторах (см. Водородная энвргешика). В этих циклах все компоненты системы, кроме воды, полностью регенерируются.
Производится также жидкий и-Нт. Для этого В. тщательно очищают от всех примесей, в т.ч. от О, (до содержания менее 1 1О объемных долей), охлаждают жидким Хт, ожижают путем дросселирования и расширения )аза в детандере и осуществляют орта-пара-превращение В. в присут.
каталнзаторон Расход энергии составляет 72 — !05 МДж на 1 кг жидкого В. Мощность установок по произ-ву жидкого В, в США превышает 155 т/сут. Атомарный В. образуется из молекулярного при термич. диссоциации, под действием электрич. разрядов, излучения с длиной волны менее 85 нм и при воздействии медленных электронов. Определение. В составе газовых смесей В. определяют методами хроматографии, масс-спектрометрии, каталнтич.
сжиганием с послед. определением кол-ва образовавшейся воды, по уменьшению объема и тепловому эффекту, измерением теплопроводности газовой смеси. Прнменеиве. Газообразный В. применяют для синтеза ХН,, СНЗОН, высших спиртов, углеводородов, НС1 и дрт как восстановитель при получении мц. орг. соединенли, в т.ч. пищ. пирон В металлургии В. используют для получения металлов, создания защитной среды при обработке металлов и сплавов, в нефтепереработке-для гилроочисткн нефтяных фракций и смазочных масел, гидрирования и гидрокрекинга нефтяных дистиллатов, нефтяньы остатков и смол.
В. применяют также в произ-ве изделий из кварцевого стекла н др. с использованием водородно-кислородного пламени (т-ра выше 2000'С), для атомно-водородной сварки тугоплавких сталей и сплавов, для охлаждения турбогенераторов, как восстанавитель в топливных элементах.
Жидкий В. применяется как горючее в ракетной и космич. технике, для заполнения пузырьковых камер, в кач-ве хладагента в криогенных канденсапионных и адсорбционных вакуум-насосах. В 1980 в США расход В. составил (% к общему потреблению): на синтез ХН3-26, синтез СЙЗОН-3,3, гидрокрекинг — 34,7, гидроочистку нефтепродуктов-21, нефтехим. синтез-3,5. 778 ж водогодл В. нетокснчен, ио ламара- и взрывоопасен,' т-ра взрывного самовоспламенения в воздухе 577'С; КПВ в воздухе 4 — 75;,' в Оп-4,65-96'~; по объему. Жидкий В.
при попадании на открытые участки тела может вьгзвать сильное обморожение. Газообразный В. хранят в мокрых и сухих газгольдерах, емкостях высокого давления н транспортируют па трубопроводам; малые кол-ва хранят и транспортируют в стальных баллонах под давл. до 20 МПа. Разрабатываются проекты подземного хранения больших кол-в В.
в выработанных месторождениях нефтя и газа, горных выработках, искусств, соляных кавернах. Жидкий В. хранят и транспортируют в спец. герметич. резервуарах с эффею тинной тепловой изоляцией; сосуды емкостью от 15 до 75 л могут иметь экран иэ жидкого )н( . Емкость автомобильных прицепов и полуприцепов 25-75 м', железнода- Г жных цистерн !00-125 мв, стационарных хранилиш-да 000 мз. Ведутся разработки в области техники получения и хранения В.
в твердом и шугоабразном (до 50% твердой фазы) состоянии. В. можно хранить и транспортировать в виде твердых гидридов металлов и интерметаллич. саед., способных поглощать и отдавать при иагр. песк. сотен объемов В. на единицу своей массы. Мировое произ-во В. свыше 30 млн. т/год (1980). Вг был открыт в 1-й пол. 16 в.
Парацельсам. В 1776 Г. Кавендиш впервые исследовал его св-ва, в П83-1787 А. Лавуазье показал, чта В. входит в состав воды, включил его в список хим, элементов п предложил название «гидроген». Лын: Пнеьмен М. К., Пронвводетвь водороде В пефееперереавеымышей проыыылепею», М„!Ив; Жпдпнй водород. М, )рю; Водород в ыеевппев, пер е енеп т, !-и м„Нрзь Я.Д. 344ЕЕЕНЕПНП. ВОДОР!.)ДА ПЕРОКСйуД (перекись водорода) Н,О,, бесцв.
жидкость;, т. пл. — 04! 'С (легко переохлаждается), т. КИП. 150,2'С; 44в 1,450, тйЕРДОГО 1,71 ( — 20'С); Г„ , 457'С, рпрне 21,4 МПа; ь~~р [Дж/ (маль К)1: 89,33„газообразного 42;39. Ау/ь 12,Ы кДие/ моль, АН6 54,60 кДж/моль Н (25'С), Ь)ебеп газообразного Р- — 135,88 кДж/моль, жидкого Π— 187,78 кДж/моль; Ззьеп [Дж/ ф в (моль К) 1: 109,60, гаэаобраэз Н наго 234,41; а 70,7 (25 'С); :.4» липальный момент 2,13 10 О~ой Кл м (в С,Н„25'С); т) 13245.10 в Па с; 7 0,0804 Н/м; паап 1,4077.
Кристаллич. решетка тетрагональная (и = 0,406 нм, с = 0,80 нм, и = 4, пространств, группа Р4,2,2). Слабая к-та, РК, !1,6 (в воле, 20'С). Характеристич, полосы поглощения в ЙК-спектре: 370 и 880 см ', 1390 и 1266 см ', 3598,7 и 3610,7 см (3400 для жидкого НзОв). Веп. смешивается с водой во всех отношениях, образует дигидрат с т, пл. — 52,0'С Раств. в спирте, эфире.
Образует кристаллич. соль- ваты общей ф-лы й пН,Оь используемые как твердые носители В.п., напр. )е(азСО 1,5НзО, СО(ХНв)з Н,О,. Чистый Н Оз термически устойчив, при - 20'С разлагается ок. 0,э3% в год. В присут. ионов тяжелъех металлов, а также под действием света и при нагр. скорость распада резко увеличиваетсп; разложение НзОз может происходить со взрывом. Стабильность водных р-ров НзОз растет с увеличением концентрации ионов НвО' и максимальна при рН 3,5-4,5. В.п. обладает как окислительными, так и восстановительными св-вами: оансляет 1 да 1, ЗОв да ЗО', ТР+ до Т!4', бензал в фенол, анилии в азаксйбензол, эйоксидирует ненасыпыиные соедл восстанавливает АйзО да АЗ, МпО да Мп +, Се4' до Сев' и др.
Замещением атомов Н в ЙзОз м, б, получены др. пераксидные соединения, напр. пераксиды металлов, диацилпероксиды, дналкилпераксиды. Основной (свыше 80;/ мирового праиэ.ва) иром. способ получения Н,О,-автоокисление алкилантрагидрохияанов, 779 в первую очередь 2-этила 2-юрки»бузил- и 2-пентилаигра- гидрохинонов: ОН О ОН О Процесс проводят в смеси С Нп с вторичными спиртами. В.п. экстрагируют водой, растворы НзО, концентрируют перегонкой и ректификацией.
Образующиеся алкилантрахиноны восатаиавливают Нз в присут. Кб или Р! и вновь используют для получения НзОд. В.п. получают, кроме того, автоакиалением ыза-СэН„ОН [(СНв)дСНОН вЂ” е (СНв)зС(ООН) ОН зп (СНз)дСО + НпОе~ и СвНв)е(Н)е)НСеН„а также анодным окислением Раэб. Н ЗО .' 2НпЗО„- НпбвОв + 2Н НдбдОп + НзО е НпЗОп + НдЗО4 Н,ЗО, + Н,О -- Н,О, + Н,ЗО, Выпускается НзОз в виде 30-905,'-иых водных р.ров (30%-ный р-р, содержащий стабилизирующие добавки, иаз. пергидролем). В.и. применяют: для получения орг.
и неарг. пероксидоеь пербората и перкарбоната )4(а; как окислитель в ракетных топливах; при получении зпоксидов, гядрохиноиа, пирокатехина, этиленгликоля, глицерина, ускорителей вулканизации группы тиурама и др.; для отбеливания масел, жиров, меха, коми, текстильных материалов, бумаги; лля очистки германиевык н кремниевых полупроводниковых материалов (путем перевода нерастворимых в воде примесей в растворимые); при извлечении металлов из руд [напро окислением ()Оз (нерастворимая форма) до ()Ое (раста.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
