Способ получения газообразного водорода

 

Способ предназначен для получения водорода путем утилизации метана. Метан приводят в контакт с хлором при освещении солнечным светом и/или кварцевыми лампами. Образующийся при этом газообразный продукт пропускают через слой воды, полученный раствор приводят в контакт с металлическим железом, а образовавшийся водород собирают. Способ позволяет снизить энергозатраты и повысить чистоту продукта 1 з.п.ф-лы.

Изобретение относится к химии и может найти применение при получении водорода путем утилизации метана.

Известен способ получения водорода, включающий использование сырья в виде метана [1].

Согласно данному известному способу, метан приводят в контакт с водяным паром в присутствии кислорода с использованием катализатора и при нагревании до 700-800^oC.

Однако данный известный способ энергоемок, он требует использования дорогостоящего катализатора, а водород образуется в смеси с углекислым газом: 2CH₄ + 2H₂O + O₂ _→ 2CO₂ + 6H₂ .

Полученная газовая смесь очень трудно поддается разделению и поэтому водород, получаемый данным способом, не является чистым продуктом.

Техническим результатом, достигаемым при реализации настоящего изобретения, является снижение энергозатрат и повышение чистоты целевого продукта.

Достигается это тем, что в способе получения газообразного водорода, включающем использование сырья в виде метана, отличительной особенностью является то, что метан приводят в контакт с хлором, образовавшийся при этом газообразный продукт пропускают через слой воды, полученный раствор приводят в контакт с металлическим железом, а образовавшийся водород собирают.

Рекомендуется метан приводить в контакт с хлором при освещении солнечным светом и/или кварцевыми лампами.

Настоящим изобретением впервые предложена последовательность операций, обеспечивающая получение чистого водорода без применения катализатора и высоких температур.

Ниже приведены примеры реализации изобретения.

Пример 1. В реакторе емкостью 10 л создали разрежение с помощью вакуумного насоса, затем ввели в реактор в темноте 1,6 г (2,24 л) метана, а затем - 14,2 г (4,418 л) хлора. На газовую реакционную смесь воздействовали освещением солнечным светом, что сопровождалось выделением хлористого водорода. Образующийся хлористый водород отводили в емкость с 0,131 л воды и пропускали через воду. Полученный раствор соляной кислоты (pH≈1, ρ ≈1,05 г/см³) медленно вводили в реактор, устроенный по типу аппарата Киппа, содержащий стружки металлического железа. Образующийся водород отводили и собирали. Получили 0,4 г водорода (плотность - 0,089 г/л, горит с образованием воды).

Пример 2. По методике примера 1 получали из метана хлористый водород с использованием освещения кварцевыми лампами. Затем получили водород с теми же характеристиками.

Таким образом, способ, согласно изобретению, позволяет утилизировать метан с получением чистого водорода без использования катализаторов и нагревания при высоких температурах.

Формула изобретения

1. Способ получения газообразного водорода, включающий использование сырья в виде метана, отличающийся тем, что метан приводят в контакт с хлором, образующийся при этом газообразный продукт пропускают через слой воды, полученный раствор приводят в контакт с металлическим железом, а образовавшийся водород собирают.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что метан приводят в контакт с хлором при освещении солнечным светом и/или кварцевыми лампами.