Физикалық әдіс.

Кокс газын немесе басқада құрамында сутек мол газ қоспасын жете суыту. Бұл әдіспен сутекті немесе аммиакты синтездеуге қолданатын азот-сутек қоспасын өндіруге болады, қосымша жолай этилен, метан, және көмір оксиді фракциялап бөлінеді.

Жете суыту нәтижесінде сутектен басқасының барлығы сұйық күйіне айналатындығы кестеден айқын көрінеді.

Кестеден тазартылған "кері кокс" газының құрамындағы заттардың қайнау температурасы көрсетілген.

Компонент	Н2	N2	CO	О2	CH4	CnH2n	CO2
Құрамын-дағы көлемдік мөлшері,%	57-61	5,0	5,8	0,8	23-27	2-3	1,5-3
Тқ0С (р=0,1МПа)	-252,8	-195,8	-191,5	-183,0	-161,4	-103,8	-79,9

Жете суыту әдісіне дейін кокс газы –Н₂О,С₆Н₆,Н₂S, СО₂, NO_х қоспаларынан тазартады. Тазартылған " кері" кокс газын 1,3 МПа қысымда тізбекті , көп салалы әдіспен жете суытады. Бөлініп шыққан фракциялар салқындығы суытқыш ретінде қолданады.

Электрохимиялық әдіс- суды электролиздеу.

Электролиз- электр энергиясы арзан аймақтарда сутекті өндіретін техникалық әдістердің бірі. Судың электр өткізгіштігі төмен болғандықтан (10^-6 - 2х10^-6 ом.см) электролит ретінде қышқыл (Н₂SO₄), сілтілер (NaOH,KOH) және тұз ерінділері қолданылады. Аппаратқа әсер ететін агресивтік қасиеті басқалардан төмен болғандықтан көбнесе сілті электролит қолданылады.

Тотығу тотықсыздану процесі жүретін электодтарды тұрақты ток көзіне қосқанда электролид арқылы электр тоғының өту нәтижесінде су ыдырайды: анодта - оттек, катодта- сутек бөлінеді, яғни анодта - тотығу, катодта - тотықсыздану процестері жүреді.

2Н₂О  2Н⁺ + 2ОН^-

2Н⁺ + 2е =2Н; 2Н> Н₂( катодта)

2ОН^- - 2е =1/2О₂ + Н₂О( анодта)

Электролиз процесін монополярлы және биполярлы деп аталатын ваннадаларда жүргізеді. Биполярлы электролизердің қуаты монополярлыдан оншақты есе артық. Катод жұмсақ темір, анод никельмен қапталған темір, электродтар асбест дифрагмассамен бөлінген. Бөлінген сутек 99,6-99,9%, оттек 99,2-99,6%.

Азот және оттекті ауадан өндіру.

Ауа құрамындағы негізгі газдар: азот-78,09%; оттек- 20,99 %; аргон 0,94%;(құрғақ ауадағы) олардан басқа ауа құрамында аз мөлшерде:H₂ , He, Kr, Ar,Ne, Хe, CO₂ газдары және су буы, тозаңдар болады.

Азот. Жартылыста азот дербес күйінде және қосылыс құрамында кездеседі. Барлық химиялық элементтердің ішінде ( инертті газдарды есептемегенде) осы жалғыз азот, басқа элементтермен реакцияласпайды- дербес күйінде атмосферада болады. Азот тірі клеткалардың күн көруіне керекті төрт элементтің бірі.

Азотты алу жолдары. Азоты өндірісте сұйылтқан ауадан, оттекпен екуінің қайнау температурасының айырымын пайдаланып ажыратып алады. Қайнау температурасы оттектікі- (-183⁰ С); азот – (-195,8⁰С) айырмашылығы 12,8⁰С .

Азот пен оттекті ажырату үшін бұларды бірге конденсациялайды. Қайнау температурасы жоғары сұйық оттектің буы, қайнауы төмен сұйық азотпен жанасқанда конденсацияланады. Оттек буының конденсациялануы кезінде бөлініп шығатын жылу есебінен сұйық азот буға ( газға) айналады. Осы операцияларды бірнеше рет қайталаса, газ күйінде таза азот, сұйық түрінде таза оттек алынады. Сұйық ауа құрамында: 54% сұйық оттек (К_т –183⁰С), 44% сұйық азот (К_т-196⁰С) және 2% сұйық аргоннан тұрады, бұларды бөлшектеп айдау арқылы бірінен бірін ажыратады( ректификациялау колоннасында).

Ауаны сұйылтуға арналған әртүрлі аппараттар бар. Солардың барлығы қатты қысқан ауаны босатқанда, ол ұлғайып температураның төмендейтін принцпіне негізделген. Әрбір атмрсфераға 0,25⁰С- қа төмендейді. Мысалы: 200атм қысылған ауа 1,0 атм дейін босатылғанда температурасы 50⁰С төмендейді. Осылайша сұйытылған ауаны тағы қысып босатса, одан әрі суып ақырында сұйылады.

Конверсиялық процестердің физика-химиялық негізі.

Көмірсутекті газдардың газ тәрізді тотықтырғыштарымен конверсиясы катализатор қатысуымен немесе жоғары температурада катализаторсыз, атмосфералық немесе жоғары қысымда жүруі мүмкін. Каталитикалық конверсияның ең көп тараған түрі,ол гетерогендік катализатордың қатысуымен жүретін процесс.

1. Су буымен конверсиялау. Метанның және оның туындыларының тотығу реакциясын мына теңдеумен көрсетуге болады:

СН₄+Н₂О_(бу) ( СО+3Н₂+?Н ?Н =206кДж

С_nH_{2n + 2}+ H₂O _(бу) ( nСО+(2n+1)H₂

Бұл системаның тепе-теңдік жағдайы температура, қысымға және бу-газ қоспасының құрамына байланысты. Температураның артуымен H₂O:СН₄ қатынасының өсуімен тепе-теңдік айналу дәрежесі көбейеді. Реакция көлемінің өсуімен жүретіндіктен қысымды көбейту тек ғана конверсия реакциясының жылдамдығына ғана оң әсер етеді.