Synthèse Méthanol

[invite2dc206d9]

Bonjour à tous!

Je me demande pourquoi des purges sont installées dans les usines qui synthetisent le méthanol. J'ai cru comprendre que des grandes quantités d'H2 sont ainsi purgées, mais ce que je ne comprend pas, est que pourtant le H2 est nécessaire à la formation du Méthanol.

Les réactions impliquées sont
CO(g) + 2 H2(g) <--> CH3OH(g)
CO2(g) + 3 H2(g) <--> CH3OH(g) + H2O(g)
CO(g) + H(g) <-->CO(g) + H2O(g)

Donc pourquoi autant de H2 purgé? Est-ce parqu'il est en excès dans les réactions ? (étant donné que CO et CO2 sont limitant dans les 2 première réactions ) ? Suggestions?

Merci
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[invite2a4c9d66]

Bonjour,

Dans l'industrie pétrochimique, on produit le CO, le CO2 et l'H2 à partir du méthane selon les réactions suivantes:
CH₄ + H2O --> CO + H₂
CO + H₂O -->CO₂ + H2
et si on fait la somme des deux : CH₄ + 2 H₂O --> CO₂ + 4H₂

Comme ces réactions sont légèrement incomplètes, il reste un peu de méthane. Celui-ci s'accumule dans dans le "circuit en boucle" permettant de former le méthanol. Il faut donc le purger pour éviter cette accumulation.
Pour le H₂, effectivement, celui-ci est en excès à la sortie du réacteur fournissant CO, CO₂ et H₂ par rapport à ce qui demandé pour produire le méthanol : 3H₂ produits pour 1CO alors qu'il n'en faut que 2 si tu utilises CO(g) + 2 H₂(g) <--> CH₃OH(g). Il est possible que l'on enlève cet H2 avec une purge mais je ne peux le confirmer.

Cependant, tu peux aussi utiliser CO₂ + 3H₂ --> CH₃OH + H₂O mais alors il est nécessaire de produire du CO₂ selon CO + 1/2 O₂ -->CO₂ ou alors utiliser O₂ --> CO₂ + 4H₂ mais ici tu as aussi un excès de H₂.

Au final, le plus intéressant dans ce qui est détaillé ci-dessus (il y a encore d'autres méthodes) est CO₂ + 3H₂ --> CH₃OH + H₂O avec CO + 1/2 O₂ -->CO₂ car cette dernière réaction est exothermique et permet de participer au chauffage du réacteur pour arriver ainsi à une réaction presque complète.

PS : Ta question ne pouvait pas mieux tomber : je viens d'avoir cette après-midi un cours de 3h à ce sujet.

[invite2dc206d9]

Merci beaucoup de ton aide ! je pense bien comprendre maintenant d'ou provient tout cet hydrogène..!

[invite2a4c9d66]

Cependant, tu peux aussi utiliser CO₂ + 3H₂ --> CH₃OH + H₂O mais alors il est nécessaire de produire du CO₂ selon CO + 1/2 O₂ -->CO₂ ou alors utiliser O₂ --> CO₂ + 4H₂ mais ici tu as aussi un excès de H₂.

Petites erreurs dans mes réactions : la dernière de l'extrait ci-dessus, c'est CH₄ + 2 H₂O --> CO₂ + 4H₂

Et la première de mon précédent message, c'est bien sûr CH₄ + H₂O --> CO + 3H₂, d'où les 3H₂ produits pour 1CO

[A voir en vidéo sur Futura]