0 bình luận

Phương pháp sản xuất nhiên liệu CH3OH từ khí thải CO2 và H2 được gọi là hướng “power-to-methanol” vì quá trình này sử dụng điện năng làm nguồn năng lượng cốt lõi tạo ra H2.
Phản ứng chính xảy ra trong quá trình:
CO2(g) + 3H2(g) ⇋ CH3OH(g) + H2O(g) ΔrH°298 = -49,5 kJ [1]
Phản ứng phụ đáng chú ý là phản ứng reverse water-gas shift (RWGS):
CO2(g) + H2(g) ⇋ CO(g) + H2O(g) ΔrH°298 = +41,2 kJ [2]
a) Khi tăng áp suất, các cân bằng [1] và [2] chuyển dịch theo chiều nào? Giải thích ngắn gọn.
b) Nghiên cứu cho thấy khi tăng nhiệt độ từ 160°C lên 260°C, hiệu suất tạo thành CH3OH giảm từ trên 99% xuống khoảng 33%, trong khi hiệu suất tạo CO tăng mạnh. Giải thích.
c) Năng lượng hoạt hóa của 2 phản ứng phụ thuộc vào một số xúc tác được cho trong bảng sau:

Xúc tác Ea tạo CH3OH (kJ.mol-1) Ea tạo CO (kJ.mol-1)
CZM/KIT-6 41,8 92,0
Cu/ZnO/Al2O3 54,4 117,2
La/Cu/ZrO2 37,7 100,4
Ga-Cu/ZnO/ZrO2 29,3 113,0
CuCeTiOx 37,7 75,3

Nếu chỉ xét tiêu chí năng lượng hoạt hóa:
– Xúc tác nào thuận lợi nhất cho sự hình thành CH3OH?
– Xúc tác nào có chênh lệch giữa Ea (tạo CO) và Ea (tạo CH3OH) lớn nhất, nhỏ nhất? Xúc tác nào tốt hơn cho quá trình “power-to-methanol”?
d) Trong công nghiệp, phản ứng được thực hiện ở 220 – 300°C, 50 – 100 bar với xúc tác Cu/ZnO/Al2O3. Vì sao không chọn nhiệt độ thấp hơn và áp suất cao hơn để tăng hiệu suất tạo CH3OH? Việc tuần hoàn khí chưa phản ứng có làm thay đổi hằng số cân bằng và hiệu suất quá trình tổng hợp không?

Neo Pentan đã chọn trả lời tốt nhất