天然气为什么用甲烷蒸汽转化（天然气的安全输送）

在遥远的边区和无人区,地下常蕴藏着丰富的天然气,但是,由于直接向用户输送天然气很困难,使遥远地区的天然气开发受到极大限制于是开采天然气的工程师想,这种可燃气体如果能变成液体,采用管道输送，就会方便而又安全得多有没有办法将天然气变成一种可燃液体呢?经过分析,天然气中的主要可燃成分是甲烷，如果将甲烷变成液体甲醇,也是一种可燃物,但将甲醇通过管道输送到几百千米以外的用户中,就会安全得多,也便宜得多因此,人们就打上了将甲烷气体转变成甲醇液体的主意，今天小编就来说说关于天然气为什么用甲烷蒸汽转化?下面更多详细答案一起来看看吧!

天然气为什么用甲烷蒸汽转化

在遥远的边区和无人区,地下常蕴藏着丰富的天然气,但是,由于直接向用户输送天然气很困难,使遥远地区的天然气开发受到极大限制。于是开采天然气的工程师想,这种可燃气体如果能变成液体,采用管道输送，就会方便而又安全得多。有没有办法将天然气变成一种可燃液体呢?经过分析,天然气中的主要可燃成分是甲烷，如果将甲烷变成液体甲醇,也是一种可燃物,但将甲醇通过管道输送到几百千米以外的用户中,就会安全得多,也便宜得多。因此,人们就打上了将甲烷气体转变成甲醇液体的主意。

但要使甲烷变成甲醇很不容易，甲醇通常是由一氧化碳和氢合成的。把甲烷变成为甲醇的现存方法也有，但要在约900摄氏度的高温下进行,需要耗能很大的巨型合成设备,这对边远地区和无人居住区来说,建造这种设备显然不合算,而且这种方法也只能使天然气中不到5%的甲烷变成甲醇。

为了解决21世纪的能源危机,就需要把遥远的无人区丰富的天然气资源开采出来,因此也必须解决把天然气变成可燃的液体进行输送的问题。现在,经过科学家的不断探索,终于找到了比较经济的办法。

找到这种办法的人叫道格拉斯·陶布,陶布是美国加利福尼亚芒廷维尤一家化学公司的研究员。1993年1月,他宣布,他们的科研小组发明了一种把甲烷变成甲醇的新方法,可以在比较低的温度下(180摄氏度)将天然气中约43%的甲烷变成甲醇,这比旧方法即只能将天然气中5%的甲烷变成甲醇的效率要高得多。为什么新的方法效率高得多呢?原来他们使用了一种催化剂,就是水银。

用甲烷合成甲醇是相当困难的,稍不留意,它可能就会燃烧而变成水和二氧化碳。用水银作催化剂却能促进甲烷变成甲醇,所以水银算是这种反应中的“媒婆”。具体方法是,将天然气中的甲烷通过管道送到加有水银的硫酸中,由于不是在水中反应,甲烷就先变成为二硫化甲烷。

然后,生成的二硫化甲烷通过另一个容器并溶解在水中,从而形成甲醇。在二硫化甲烷溶解时,释放出二氧化硫气泡,这些气泡可以收集起来重新变成硫酸使用。而在容器中生成的甲醇可以通过蒸馏方法再变成纯净的甲醇,然后用管道输送给遥远的用户。

几乎与陶布发明的同期,美国明尼阿波利斯明尼苏达大学的研究人员兰尼·施米特和密执安州米德兰道化学公司的工程师丹·希克曼,也发明了一种用甲烷制造甲醇的新方法。他们使甲烷和氧混合,然后将它们通过一种类似海绵状的固体催化剂,这种海绵状催化剂的大量微孔表面用金属铑覆盖。甲烷和氧通过这种催化剂后,即变成包括有一氧化碳、氢、水和二氧化碳的混合产物。然后再添加蒸汽把混合产物变成氢和一氧化碳共生气,这种共生气很容易就能用铜和氧化锌作催化剂将其变成甲醇。

上面两种用甲烷制造甲醇的方法,其优越之处是反应速度快,各种物质的通过更快,因此反应容器可以做得很小,因而更适宜在边远地区应用。