118596. lajstromszámú szabadalom • Eljárás szénhidrogének előállítására
hatunk fel, melyek e két egyenlet közé esnék és melyeknek szabad energiái az alapreakciónak és a végreakciónak szabad energiája között vannak. Ezekből a 5 közbenső egyenletekből a gyakorlati kivitelhez olyanokat választunk ki, melyeknek azokon a hőmérsékleteken, melyeken dolgozni akarunk, a reakciónak nagy nyomás alatti foganatosításához termodina-10 mikailag kedvező szabad energiái vannak, vagyis a 3 H, + CO = CH, + H2 0 reakcióegyenletnek (vagy törtrészének, avagy többszörösének) bevezetésével olyan 15 bruttoképletekhez jutunk, melyekkel a szabad energiák az alapreakcióegyenlet és a végreakció egyenlet szabad energiáin belül tetszőleges határok között változtathatók. 20 Mindezeknél a számításoknál természetesen az exotermás végreakcióból is indulhatunk ki; ez esetben a hidrogén és a szénmonoxid részben metánnal helyettesítendő. 25 Ugyanilyen módon lehet pl. toluolt, mint főterméket előállítani. Ez esetben nagy mértékben endotermás alapreakcióul a következő alapreakcióegyenlet szerepel: 11 CH4 + 10 CO = 3 C7 H8 -f 10 H2 0. 30 Ennek az egyenletnek 327 C°-on + 50865 gcal szabad energiája van; itt tehát a szabad energia, úgy mint az előbbi példában, oly nagy mértékben pozitív, hogy a reakció iparilag nem foganatosítható. Hogy 35 ennek ellenére toluolt metánból és szénoxidból előnyösen állíthassunk elő, ezt a reakciót a fent megadott vezérlőreakciókkal oly területeikre vezéreljük át, melyeken a szabad energia oly értékeket vesz 40 fel, melyek a termodinamikai alaptételek szerint nagy nyomás alatt iparilag használható reakcióleifolyást biztosítanak. Ezek a területek az előállított toluol egyegy molekulájára számítva + 5500 gcal 45 alatt vannak. Egyéb aromás vegyületek előállítása ugyanazon szabályok szerint foganatosítható. Ha túlnyomólag hidroarómás vegyüle-50 teket, pl. hexahidrobenzolt akarunk előállítani, akkor mint alapreakcióegyenletből a. következő nagy mértékben endotermás egyenletből indulunk ki: 4 CH4 + 2 CO = C6 H1 2 -f 2 H2 0. 55 Ennek az egyenletnek nagy, pozitív szabad energiája van, pl. 327 C°-on + 34780 gcal, tehát ugyancsak oly nagy mértékben endotermás, hogy gyakorlatilag egyáltalán nem vihető keresztül. Hogy ennek ellenére metánból és szénoxidból hexa- 60 hidrobenzolt elő tudjunk állítani, a fenti alapreakcióegyenletet pl. a metánnak szénoxid és hidrogén 3:1 molekulaarányú keverékével való részleges pótlásával oly területekre vezéreljük át, melyeken a sza- 65 bad energiáknak olyan értékei vannak, melyek a hexahidrobenzol képződését nagy nyomás alatt kifogástalanul teszi lehetővé. Az előbbi alapreakcióegyenletet ugyan- 70 ilyen módon egyéb, már leírt vezérlőreakciókkal is vezérelhetjük. Az ezen reakciókkal való vezérlés éppen úgy megy végbe, mint az előbbi példákban, vagyis pl. a (c) vezérlőreakció alkal- 75 mazásával ismét úgy járunk el, hogy az alapreakcióegyenlet baloldalán lévő metán egy részét az (a) vezérlőreakcióhoz hasonlóan, hidrogén és szénoxid keverékének — melyben azonban a hidrogén és 80 szénoxid molekulaaránya 2:2 —, oly mennyiségével helyettesítjük, hogy a vezérlőreakcióegyenlet szerint keletkező metán molekulamennyisége az alapreakcióegyenletben pótlandó metán molekula- 85 mennyiségének feleljen meg. Az alapreakoióegyenletet a vezérlőreakcióegyenlettel mindig olyan arányban kombináljuk, hogy oly bruttó reakcióegyenletet kapjunk, melynek szabad ener- 90 giája " 5000 gcal alatt legyen, a kiindulási anyagokat pedig az ezeni bruttó reakcióegyenletből látható mennyiségarányokban úgy hozzuík egymással reakcióba, hogy azokat a megfelelő hőmérsékleti és 95 nyomásfeltételekínek vetjük alá. Látható, hogy az előzőkben leírt szabályok alkalmazásával a reakcióknak nagy nyomások alatti lefolyására legkedvezőbb területre juthatunk, melyen a szabad energiák 100 + 5500 gcal alatt, pl. + 5500 és —10000 gcal között vannak. A megadott előírással, az említett vezérlőreakciók egyikével, pl. a következő alapreakcióegyenletek vezérelhetők: 105 17 CH4 + 7 CO = C8 H1 8 + 7 H2 0 3 CH4 + 3 CO = C6 H. + 3 H2 0 4 CH4 + 2 CO = C6 H1 2 + 2 H2 0 9 CH4 -f- 14 CO =2C8 H1 8 + 7 C02 3 CH4 -f- 18 CO = 2C6 H6 + 9 C02 lio 3 CH4 -j- 6 CO = C6 H1 2 -j- 3 C02 25 CH4 + 7 CO, = 4C8 Hl g + 14 H2 0 15 CH4 + 9 COÖ = 4C6 Hs -f-18 H2 0 ( 9CH4 + 3 C02 " = 2C6 H1 2 + 6 H2 0.
