Метанның газ құрамындағы мөлшерінің қысым мен температураға байланысы.

Суретте H₂O:СН₄ қатынасы 2:1 болғанда конверсияланған газ құрамында қалған СН₄ мөлшерінің әртүрлі температурада қысымға байланыстылығы көрсетілген. Суретте мынаны көреміз: егер метанның толық конверсиясы атмосфералық қысымда 700-750⁰С температурада іске асса, 3МПа қысымда ол үшін 1000⁰С керек. Дегенімен реакцияның жылдамдығын көбейту үшін аппарат пен газопроводтардың көлемін кішірейту үшін су буымен конверсияны жоғары қысымда жүргізеді. Бұл үшін конверсия қондырғысына келетін табиғи газдың 1-4МПа қысымын қолданады.

Жоғары қысымда су –бу конверсиясының жылдамдығы мына формуламен есептеледі.

dPCH₄ КР cн₄

U = ----- = ------

dτ Рн₂

мұндағы, K-конверсия жылдамдығының тұрақтысы, с^-1,

τ -конверсия тұрақысы,с,

P CH₄ және PH₂ метан мен сутегінің парциал қысымы

Жоғарыда көрсетілген температурада системаның тепе-теңдік орнау жылдамдығы аз болғандықтан, ал температураны 1300⁰С дейін көтеру метанды крекингтеуге әкеліп соғатындықтан конверсияны Al₂O₃ отырғызылған никель катализаторында жүргізеді. Катализатордың қатысуы 700⁰С температурада реакторға берілетін бу-газ қоспасының жоғары көлемдік жылдамдығымен өте тез метанның жоғары тепе-теңдік дәрежемен айналуын қамтамасыз етеді

2.Оттегімен конверсиясы. Метанның оттегімен (ауамен) жартылай тотығуы метанның бір бөлігінің көміртек оксидіне (ІV) дейін тотығуымен сипатталады.

СН₄+2О₂ СО₂ + Н₂О- Н Н =891кДж (а)

әрі қарай метанның тотығу өнімімен әрекеттесу жүреді.

СН₄+ СО₂ 2СО+2Н₂+Н Н =248кДж (б)

СН₄+Н₂О  СО+3Н₂+Н Н =206кДж (в)

Бұл реакциялар қайтымды болғандықтан және көлемнің ұлғаюымен жүретіндіктен оттегімен конверсия процесінің қосынды реакциясы жылу бөлумен жүреді.

СН₄+1/2О₂ СО+2Н₂ - Н Н =35кДж

Оттегімен конверсия бу конверсия заңдылықтарына бағынады. Бұл процесті 900⁰С-та көтеріңкі қысымда, оттегінің артық мөлшерімен Nі/AІ₂O₃катализаторында жүргізеді.

3. Көміртегі оксидін(іі) конверсиялау.

Көміртегі оксидін тек ғана су буымен конверсиялайды. Бұл қайтымды экзотермиялық реакция.

СО+Н₂О  СО+Н₂-Н Н =41кДж

Бұл реакцияның, метанның конверсиясынан айырмашылығы көлемі өзгермей жүреді. Сондықтан қысымды көтеру жүйенің жағдайына әсер етпейді, бірақ реакцияны жылдамдатады.Көміртек оксидінің тепе-теңдік айналу дәрежесі Н₂О:СО қатынасының артуымен өседі де жоғары температурада төмендейді.(сурет) Практикада Н₂О:СО қатынасын шамамен 4:1 ұстайды.

Жоғары қысымда жүргізілген конверсия жылдамдығы мына формуламен анықталады.

dPCО Р СО - Р^*СО

U = -----  = К ------ РН₂О

dτ Рн₂

К-реакция жылдамдығының тұрақтысы

Р^* СО –көміртек оксидінің тепе-теңдігінің парциалдық қысымы

Рн₂ РН₂О Р СО- көміртек оксидінің (ІІ),сутегінің және су буының парциалдық қысымы.

СО-ң тепе-теңдік айналу дәрежесінің бу-газ қоспасының құрамына және температураға байланыстылығы.(Т₁<T₂<T₃)

Көміртек оксидін конверсиялау процесі катализатор қатысында тездетіледі. Қазіргі кездегі конверсия қондырғыларында темірхром және цинкхроммыс катализаторларын қолданады. Калий, кальций оксидтарымен промотрланған темірхром катализаторлары (Fe₂O₃+Cr₂O₃+K₂O+CaO) жоғары температуралы катализаторлар болып табылады.Керекті конверсия жылдамдығын 450-500⁰С қамтамасыз етеді. Конвертірленген газда 4% -ке дейін көміртек(ІІ) оксиді қалады.Бұл катализатор конверсияның бірінші сатысында қолданылады.Екінші сатысында ZnO+Cr₂O₃+CuO катализаторы қолданылады. Бұл жерде 200-300⁰Ста СО(ІІ) газдағы мөлшері 0,2% жеткізеді.

Көміртек оксидінің (ІІ) конверсиясын жеке процесс ретінде жүргізбейді, оны сутегі мен АВС алғанда СО-ы алып кету үшін яғни одан тазалау үшін, жүргізеді.Сонымен қатар бұл процесте сутегінің мөлшері көбейеді