Для осуществления последовательных превращений метана (CH4) в этилен (C2H4), затем в этан (C2H6) и далее в углекислый газ (CO2), можно провести следующие реакции:
Превращение метана (CH4) в этилен (C2H4):
Метан можно превратить в этилен с помощью процесса пиролиза (высокотемпературного разложения), также известного как крекинг. В условиях высокой температуры (примерно 900-1500°C) и низкого давления метан разлагается с образованием этилена и водорода:
[ 2CH_4 \rightarrow C_2H_4 + 2H_2 ]
Превращение этилена (C2H4) в этан (C2H6):
Этилен можно гидрировать (присоединить водород) в присутствии катализатора (обычно никель или платина) для получения этана:
[ C_2H_4 + H_2 \xrightarrow{катализатор} C_2H_6 ]
Превращение этана (C2H6) в углекислый газ (CO2):
Этан можно сжечь в присутствии кислорода (окисление) для получения углекислого газа и воды. Уравнение реакции полного сгорания этана выглядит следующим образом:
[ 2C_2H_6 + 7O_2 \rightarrow 4CO_2 + 6H_2O ]
Таким образом, все три превращения можно записать в виде последовательных химических реакций:
Пиролиз метана:
[ 2CH_4 \rightarrow C_2H_4 + 2H_2 ]
Гидрирование этилена:
[ C_2H_4 + H_2 \xrightarrow{катализатор} C_2H_6 ]
Сгорание этана:
[ 2C_2H_6 + 7O_2 \rightarrow 4CO_2 + 6H_2O ]
Эти реакции позволяют последовательно преобразовать метан в углекислый газ через промежуточные стадии этилена и этана.