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铁铭系催化剂中,氧化铁需复原为四氧化三铁才具有活性,生产上一般利用煤气中的氢和一氧化碳进展复原,其反响式如下3Fe0+C0=2Fe0+C0+
50.945KJ/mol233423Fe0+H=2Fe0+H O+
9.26KJ/mol232342氧能使复原后的催化剂氧化生成三氧化二铁,反响式如下4Fe0+0=6FeO+
514.14KJ/mol34223此反响热效应很大,生产中必需严防煤气中因氧含量高造成催化剂超温,在停车检修或更换催化剂时,必需进展钝化其方法是用蒸汽或氮气以30〜50℃/h的速度将催化剂的温度降至150〜200℃,然后配入少量空气进展钝化在温升不大于50℃/h的状况下,渐渐提高氧的浓度,直到炉温不再上升,进出口氧含量相等时,钝化工作即告完毕
(二)铜系低温变换催化剂目前工业上承受的低温变换催化剂均以氧化铜为主体,经复原后具有活性组分的是细小的铜结晶但耐温性能差,易烧结,寿命短为了抑制这一弱点,向催化剂中参加氧化锌、氧化铝和氧化铭的方法,将铜微晶有效地分隔开来,防止铜微晶长大,提高了催化剂的活性和热稳定性,按组成不同,低变催化剂分为铜锌,铜锌铝和铜锌格三种其中铜锌铝型性能好,生产本钱低,对人无毒氧化铜对变换反响无催化活性,使用前要用氢或co复原具有活性的单质铜,其反响式如下CuO+H=Cu+H0+
86.526KJ22CuO+CO=Cu+CO+
127.49KJ/mol2在复原过程中,催化剂中的氧化锌、氧化铝、氧化铭不会被复原氧化铜的复原是猛烈的放热反响,且低变催化剂对热比较敏感,因此,必需严格掌握复原条件,将床层温度掌握在230c以下复原后的催化剂与空气接触产生以下反响Cu+1/20=CuO+
155.078KJ/mol2假设与大量空气接触,其反响热会将催化剂烧结因此,要停车换催化剂时复原态的催化剂应通少量空气进展渐渐氧化,在其外表形成一层氧化铜保护膜这就是催化剂的钝化钝化的方法是用氮气或蒸汽将催化剂层的温度降至150C左右,然后在氮气或蒸汽中配入%的氧,在升温不大于50°的状况下,渐渐提高氧的浓度,直到全部切换为空气时,钝化即告完毕〔三)宽温耐硫变换催化剂由于Fe-Cr系中〔高)变催化剂的活性温度高,抗硫性能差,Cu-Zn系低变催化剂低温活性虽然好,但活性温度范围窄,而对硫又格外敏感为了满足重油,煤气化制氨流程中可以将含硫气体直接进展一氧化碳变换,再脱硫,脱碳的需要,50年月末期开发了耐硫性能好、活性温度较宽的变换催化剂耐硫变换催化剂通常是将活性组分Co-Mo,Ni-Mo等负载在载体上组成的,载体多为AUO,川廿1<烂©代表稀土元素)目前主要是Co-Mo-AIQ系,并参加碱金属助22催化剂以改善低温活性这一类变换催化剂的特点为
(1)有很好的低温活性,使用温度比Fe-Cr系催化剂低130℃以上,而且有较宽的活性温度范围(180~500℃),因此被称为宽温变换催化剂
(2)有突出的耐硫和抗毒性,因硫化物为这一类催化剂的活性组分,可耐总硫到几十g/Nm3,其他有害物如少量的NH3,HCN,C6H6等对催化剂的活性均无影响
(3)强度高,尤以选用Y-AI2O3作载体,强度更好,遇水不粉化,催化剂硫化后的强度还可提高50%以上,(Fe-Cr系催化剂复原态的强度通常比氧化态要低些),而使用寿命一般可用五年左右,也有使用十年仍在连续运行的
(4)可再硫化,不含钾的Co-Mo系催化剂局部失活后,可通过再硫化使活性获得恢复Co-M系变换催化剂在使用前需硫化,一般都用CS,作硫化剂,也可以直接用H2s或用含硫化物的工艺气,目前已有承受泡沫硫来代替CS的硫化为放热过程CS+H=2H S+CH AH.廿-94M O.+2H S+H=M S+3H OAH.尸一O O999C O+H S=C S+H O.=-O OAH999Q
三、工艺条件
1.操作温度
(1)操作温度必需掌握在催化剂活性温度范围内
(2)要使变换反响全过程尽可能在接近最适宜温度的条件下进展
2.操作压力
(1)可以加快反响速率和提高催化剂的生产力量,因此可用较大空速增加生产负荷
(2)由于干原料气体积小于干变换气的体积,因此,先压缩原料气后,再进展变换的动力消耗,比常压变换后再压缩变换气的动力消耗低很多3需用的设备体积小,布置紧凑,投资较少4湿变换气中蒸汽的冷凝温度高,利于热能的回收利用但压力提高后,设备腐蚀加重,且必需使用中压蒸汽加压变换有其缺点,但优点占主要地位,因此得到广泛承受目前中型甲醇厂变换操作压力一般为〜
3.汽气比增加水蒸气用量,既有利于提高一氧化碳的变换率,又有利于提高变换反响的速率,为此,生产上均承受过量的水蒸气
四、工艺流程简介
1、中变-低变串联流程见流程图2-8o
2、多段中变流程见流程图2-9o
3、全低变流程见流程图2-
104、中低低流程略
五、变换反响器第三节原料气中二氧化碳的脱除工业上脱除二氧化碳的方法一类是循环吸取法,一类是联合吸取法循环吸取法依据吸取原理的不同,可分为物理吸取法、化学吸取法和物理化学吸取法
一、化学吸取法.本菲尔特法改进热钾碱法脱碳1根本原理1化学平衡碳酸钾水溶液吸取cc2的过程为气相中cc2集中到溶液界面;co,溶解于界面的溶液中;溶解的CC2在界面液层中与碳酸钾溶液发生化学反响;反响产物向液相主体集中据争论,在碳酸钾水溶液吸取C2的过程中,化学反响速率最慢,起了掌握作用吸取CO2的化学反响式为K CO+H O+CO=2KHCO22223此反响是可逆反响碳酸钾溶液吸取CO2愈多,转变为碳酸氢钾的碳酸钾量愈多;通常用转化度表示溶液中碳酸钾转变为碳酸氢钾的程度转化度Fc的定义_转换为的的摩尔数溶液中的的总摩尔数KHCO K CO K COF23反响速率脱碳后气体的净化度与碳酸钾水溶液的CC2平衡分压有关CC2平衡分压愈低,到达平衡后溶液中残存的CO2愈少,气体中的净化度也愈高;反之,平衡后气体中含量愈高,气体的净化度愈低碳酸钾水溶液的co,平衡分压与碳酸钾浓度,溶液的转化率表示溶液中碳酸钾转化成碳酸氢钾的摩尔分数、吸取温度等有关当碳酸钾浓度肯定时,随着转化率,温度上升,CC2的平衡分压增大活化剂的参加也提高了反响速率本菲尔特法承受的活化剂为DEA,其化学名称为:2,2-二羟基二乙胺,简写R NHO2碳酸钾溶液对原料气中其他组分的吸取含有机胺的碳酸钾溶液在吸取CC2的同时,也可除去原料气中的硫化氢、氧化氢,硫酸等酸性组分,吸取反响为H S+K CO.=KHCO.+KHS9HCN+ICCO,=KCN+KHCO.乙J JR-SH+ICCO.=RSH+KHCO,硫氧化碳,二硫化碳首先在热钾碱溶液中水解生成,然后再被溶液吸取H S2COS+H.O=CO+H S99CS+H O=COS+H.S99二硫化碳需经两步水解生成H,S后才能全部被吸取,因此吸取效率较低吸取溶液的再生碳酸钾溶液吸取CO,后,碳酸钾为碳酸氢钾,溶液PH值减小,活性下降,故需要将溶液再生,逐出co,使溶液恢复吸取力量,循环使用,再生反响为22KHecX=KCO,+CO+H O999压力愈低,温度愈高,愈有利于碳酸氢钾的分解为使CC2能完全的从溶液中解析出来,可向溶液中参加惰性气体进展气提,使溶液湍动并降低解析出来的CC2在气相中的分压在生产中一般是再生塔下设置再沸器,承受间接加热的方法将溶液加热到沸点,使大量的水蒸气从溶液中蒸发出来水蒸气再沿塔向上流淌,与溶液逆流接触,这样不仅降低了气相中的CC2分压,增加了解析的推动力,同时增加了液相中湍动程度和解析面积,从而使溶液得到更好的再生溶液再生愈完全,溶液中残留的碳酸氢钾愈少通常用再生度表示溶液中碳酸钾再生的程度再生度ic的定义为j_溶液中总的COz摩尔数―总K O的摩尔数2转化度与再生度的关系见表设原始溶液中只有碳酸钾,浓度为N摩尔,当转化度为Fc则工程摩尔数N CO摩尔数00摩尔数K.CO.1—Fc N l-Fc N1-Fc2NFc2NFc NFcKHCO3依据再生度的定义,._CO的摩尔数_N1—F+2NF_1+F口C CN C一KO的摩尔数Nl—Fc+NFc Nc2即ic比Fc大1对纯碳酸钾而言,Fc=0,ic=l;对纯碳酸氢钾而言,Fc=l,ic=
2.再生后溶液的再生度愈接近于0,或再生度愈接近于1,表示溶液中碳酸氢钾含量愈少,溶液再生的愈完全二段吸取二段再生典型流程2图2-17为以自然气为原料、蒸汽转化制气的本菲尔特脱碳工艺流程本菲尔特脱碳工艺流程1一吸取塔;2一再生塔;3—变换气再沸器;4一蒸汽再沸器;5一锅炉给水预热器;6—贫液泵;7一淬冷水泵;8一半贫液泵;9一水力透平;10—机械过滤器;11一冷凝液泵;12—二氧化碳冷却器;13—分别器操作条件的选择3溶液的组成
①碳酸钾浓度增加碳酸钾浓度,可提高溶液吸取CC2的力量,从而可以削减溶液循环量与提高气体的净化度、但是碳酸钾的浓度愈高,高温下溶液对设备的腐蚀越严峻,在低温时简洁析出碳酸氢钾结晶,堵塞设备,给操作带来困难通常维持碳酸钾的浓度为25%〜30%〔重
②活化剂的浓度二乙醇胺在溶液中的浓度增加,可加快吸取CO,的速度和降低净化后气体中CO,含量,但当二乙醇胺的浓度超过5%时,活化作用就不明显了,且二乙醇胺损失增高因此,生产中二乙醇胺的浓度一般维持在%~5%氨基乙酸浓度增加,吸取co,速度和溶液再生速度均增加,且气体净化度随之提高但当氨基乙酸浓度增加到50g〜60g/L时-,再增加氨基乙酸的浓度,吸取速度和气体的净化度就不再增加,因此,生产中氨基乙酸的浓度一般为30g〜50g/L向溶液中参加硼酸,可以加快吸取CO2的速度,从而削减氨基乙酸的用量,向溶液中参加15g〜20g/L的硼酸,可以使氨基乙酸的添加量由50g/L降至20g/L左右,并可保持同样的净化效果缓蚀剂,热碳酸钾溶液和潮湿的CC2对碳钢有较强的腐蚀作用生产中,防腐蚀的主要措施是在溶液中参加缓蚀剂有机胺催化热钾碱法中一般以偏钮酸钾KVOJ或五氧化二机为缓蚀剂五氧化二机在碳酸钾溶液中按下式转变为偏钢酸钾;V oKCO=2KVO+CO252332偏钢酸钾是一种强氧化物质,能与铁作用,外表形成一层氧化铁保护膜或称钝化膜〕,从而保护设备免受腐蚀通常溶液中偏钮酸钾的浓度为%一%〔质量以偏钢酸钾表示的浓度乘以,等于以五氧化二钢表示的浓度.,co等复原性气体均能使五价钢复原成四价钢,降低缓蚀作用,向溶液中通入空H SH22气、氧或亚硝酸钾等氧化剂,能使四价钢重氧化为五价钢生产中保持溶液中五价铀的含量为总机含量的20%以上即可消泡剂有机胺催化热的钾碱溶液,生产中使用很易起泡,从而影响溶液的吸取与再生效率,严峻时会造成气体带液,被迫减产或停车处理向溶液中参加消泡剂可以防止或削减起泡现象消泡剂是一种外表活性大,外表张力大的一类物质,能快速集中到泡沫外表并造成泡沫外表张力的不均匀使泡沫快速破灭或不易形成常用的脱碳方法的选择最终打算于技术经济指标,应针对具体状况,作出各种方法应用的经济性比较原料气的精制原料气中少量剩余的co和cc2会对氨合成催化剂造成毒害,因此原料气在送往合成工段前需进一步净化,此过程称为原料气的精制原料气精制目前常用方法铜氨液洗涤法、甲烷化法、液氨洗涤法
一、铜氨液洗涤法铜氨液组成由金属铜溶于醋酸、氨和水中制成的主要成分CuNHAc、CuNHA%、NH HAc等VJ4J、铜氨液吸取的根本原理1co吸取C NHJA+CO+NH,=[CuNHJ,CO]AcU C9J4J JJ再生铜液再生主要作用使吸取的co和cc2解吸出来;把被氧化的高价铜复原成低价铜,调整铜比补充使用过程中消耗的氨和铜再生方法减压并加热高价铜的复原一氧化碳复原[C NHJ,CO]A+2C NHJ,A+H O=3CuNHJ Ac+2NH Ac+COJ+3NHJU CU C9,
42、工艺流程铜洗工艺由吸取和再生两局部组成工艺流程见图2-22所示
二、甲烷化法甲烷化法是在银催化剂的作用下,将CO和CO,加氢生成甲烷而到达气体精制的方法由于甲烷化过程消耗氢气而生成无用的甲烷,因此适用于气体中co和cc2含量低于%的工艺过程
1、根本原理C0+凡=,+*1CH H O944CO+4H=CH+H O49甲烷化反响速率很慢,但银催化剂可以加快反响速率甲烷化反响速率随温度上升和压力增加而加快
2、甲烷化催化剂甲烷化催化剂中的银以NiO形式存在,使用前需复原为活性组分Nio银催化剂的毒物有硫、碑、卤素等,使用时需重视生产上对甲烷化催化剂的要求:1要求甲烷化催化剂有很高的活性,且能在较低的温度下使用2要求甲烷化催化剂能承受很大的温升
3、工艺流程甲烷化工艺按外加热能的多少分为两种流程,工艺流程见图2-23所示
三、液氮洗涤法液氮洗涤法是一种深冷分别方法,是基于各种气体沸点不同这一特性进展的CO具有比氮的沸点高以及能溶解于液态氮的特性,工业上液氮洗涤装置常与低温甲醇脱除二氧化碳联用为适应自然气制氨降低能耗的要求,深冷脱除过量氮的方法已被承受甲烷化后配置深冷除氮的流程见图2-24所示冷箱安排如图2-25所示最典型的是二甲硫酸CHJ卢,是无气味的中性气体,性质较稳定,400℃以上才分解为烯烧与硫化氢
6.睡吩C4H4S物理性质与苯相像,有苯的气味,不溶于水,性质稳定,加热至500℃也难分解,是最难脱除的硫化物硫化物是各种催化剂的毒物,对甲烷转化和甲烷催化剂、中温变换催化剂、低温变换催化剂、氨合成催化剂等的活性都有显著的影响硫化物还会腐蚀设备和管道,给后续工段的生产带来很多危害因此对硫化物的去除是很必要的,同时,在脱硫过程中还可得到副产品硫磺气体脱硫方法可分为两类,一类是干法脱硫,一类是湿法脱硫
一、干法脱硫承受固体吸取剂或吸附剂来脱除硫化物的方法称为干法脱硫硫容量单位质量或体积脱硫剂所能脱除硫的最大数量优点脱硫效率高、操作简便、设备简洁、修理便利缺点硫容量有限、再生较困难,需定期更换脱硫剂、劳动强度大适用场合硫含量较低,净化度要求较高的场合常用方法钻铝加氢-氧化锌法,活性炭法,氧化铁法,分子筛法等钻铝加氢-氧化锌法
1.经湿法脱硫后的原料气中含有CSC4H4S、RSH等有机硫,在钻铝催化剂的作用下,2能绝大局部加氢转化成简洁脱除的,然后再氧化锌或氧化镒脱除之,所以钻铝加氢转化法H S2是脱除有机硫很有效的预处理方法1钻铝加氢转化根本原理在钻钥催化剂的作用下,有机硫加氢转化为的反响如下H S2CS二硫化碳+4H=CH+2H S2-12242COS硫氧化碳+H2=C0+H2s2-2R-SH硫醇+H=RH+H S2-322R-S-R硫酸+2H=RH+H S+RH2-422CHS曝吩+4H=C H+H S2-54424102上述反响平衡常数都很大,在350〜430℃的操作温度范围内,有机硫转化率是很高的,其转化反响速率对不同种类的硫化物而言差异很大,其中睡吩加氢反响速率最慢,故有机硫加氢反响速率取决于睡吩的加氢反响速率加氢反响速率与温度和氢气分压也有关,温度上升,氢气分压增大,加氢反响速率加快在转化有机硫的过程中,也有副反响发生,其反响式为C0+3H=CH+H0242CO+4H=CH+2H O2242转化反响和副反响均为放热反响,所以生产当中要很好的掌握催化剂层的温升钻铝催化剂铁铝催化剂以氧化铝为载体,由氧化钻和氧化铝组成须经硫化后才具有相当的活性硫化后的活性组分MoS2和COgS*,乙J O工艺操作条件钻钥催化剂操作温度为350〜430℃;压力MPa〜,气态燃空速500~2023h-i,液态烽空速〜6h-i事故处理钻铝转化器最简洁消灭的事故就是催化剂超温与结炭超温的缘由一般是由于前工序送来的原料气中氧含量增高所致,如遇此状况,一方面可以翻开转化器入口的冷激阀门,向槽内通入蒸汽或低温的煤气来压温,另一方面应马上通知前部工序降低原料气中的氧含量结炭的缘由,是在生产中有时会产生副反响,如CS+2H=2H S+C222C H=CH+C2442CO=CO+C22-8假设消灭结炭现象,则催化剂活性便会降低处理的方法是将转化器与2-9生产系统隔离把槽内可燃气体用氮气或蒸汽置换干净,然后缓慢向槽内通2-10入空气进展再生,在严格掌握催化剂温升〔最高不超过450℃)的状况下,通入空气后床层温度不连续上升,且有下降趋势时,分析出入口氧含量相等时,即可认为再生完毕另外气体成分变化,负荷过大也易造成超温
(2)氧化锌脱硫氧化锌是内外表积较大,硫容量较高的一种固体脱硫剂,在脱除气体中的硫化氢及局部有机硫的过程中,速度极快净化后的气体中总硫含量一般在3x10-6(质量百分率)以下,最低可达10-7(质量百分率)以下,广泛用于精细脱硫根本原理氧化锌脱硫剂可直接吸取硫化氢和硫醇生成硫化锌,反响式H S+ZnO=ZnS+H022C H SH+ZnO=ZnS+C H+H025242对有机硫,如硫氧化碳,二硫化碳等则先转化成硫化氢,然后再被氧化锌吸取氧化锌脱硫剂对睡吩的转化力量很小,又不能直接吸取,因此,单独用氧化锌是不能把有机硫完全脱除的氧化锌脱硫剂氧化锌脱硫剂是以氧化锌为主体(约占95%左右),并添加少量氧化镒,氧化铜或氧化镁为助剂,常用型号T302,T304,T305脱硫剂装入设备后,用氮气置换至2%以下,再用氮气或原料气进展升温,升温速度常温〜120C,为30〜50℃/h,120℃恒温2h;120-220℃(或220℃以上〕为50℃/h;220℃(或220c以上)恒温lh恒温过程中即可逐步升压,每lOmin升,直到操作压力在温度、压力到达要求后先维持4h的轻负荷生产,然后再逐步随系统一起加大负荷,转入正常生产工艺流程工业上为了能提高和充分利用硫容,承受了双床串联倒换法如下图,一般单床操作质量硫容仅为13%〜18%°而承受双床操作第一床质量硫容可达25%或更高当第一床更换ZnO脱硫剂后,则应将原其次床改为第一床操作.活性炭法2活性炭脱硫法分吸附法、催化法和氧化法三种方式活性炭法对吸附有机硫中的睡吩很有效,对挥发性大的硫氧化碳的吸附很差,对原料气中二氧化碳和氨的吸附性较强,对挥发性大的氧和氢较差渴生炭使用二段时间后需再生,再生可用过热蒸汽或热惰性气体(热氮气或煤气燃烧气)再生法,由于这些气体不与硫反响,可用燃烧炉或电炉加热,调整温度至350〜450℃,通入活性炭脱硫器内,活性炭上硫磺便发生升华,硫蒸汽被热气体带走,使得活性炭得以再生
二、湿法脱硫湿法脱硫的优点脱硫剂为液体,便于输送;脱硫剂较易再生并能回收富有价值的化工原料硫磺,从而构成一个脱硫循环系统实现连续操作因此,湿法脱硫广泛应用于以煤为原料及以含硫较高的重油、自然气为原料的生产流程中当气体净化度要求很高时,可在湿法脱硫之后串连干法脱硫,通过屡次脱硫,屡次转化,使脱硫在工艺上和经济上都更合理湿式氧化法脱硫的根本原理
1.湿法氧化法脱硫包含三个过程一是脱硫剂中的吸取剂将将原料气中的硫化氢吸取;二是吸取到溶液中的硫化氢的氧化以及吸取剂的再生;三是单质硫的浮选和净化凝固
(1)吸取的根本原理及吸取剂的选择硫化氢是酸性气体,其水溶液呈酸性,吸取过程可表示为()H2s g==H++HS-H++OH-(碱性吸取剂)==HO2故吸取剂应为碱性物质,使硫化氢的吸取平衡向右移动工业中一般用碳酸钠水溶液或氨水等作吸取剂
(2)再生的根本原理与催化剂的选择碱性吸取剂只能将原料气中的硫化氢吸取到溶液中,不能使硫化氢氧化为单质硫因此,需借助其他物质来实现通常是在溶液中添加催化剂作为载氧体,氧化态的催化剂将硫化氢氧化为单质硫,其自身呈复原态复原态催化剂在再生时被空气中的氧氧化后恢复氧化力量,如此循环使用此过程可示意为载氧体(氧化态)+if s=S+载氧体[复原态)2载氧体(复原态)+2O,=HQ+载氧体(氧化态)总反峋_式硫化氢在载氧体和空气的作用下发生日下反响H s+202(空气)=S;+H o22明显,选择适宜的载氧催化剂是湿法氧化法的关键,这个载氧催化剂必需既能氧化硫化氢又能被空气中的氧氧化.典型方法…•改进法2ADAADA法是慈醍二磺酸钠法的简称,通常借用它代表该法所用的氧化催化剂2,6-或2,7-慈醒二磺酸钠现在工业所用的ADA法,实为改进ADA法,早期的ADA法所用的溶液是由少量的2,6-或2,7-慈醍二磺酸钠及碳酸氢钠的水溶液配制而成的后在工业实践中又逐步加进了偏肌酸钠和酒石酸钾钠等物质使该法脱硫更趋于完善
(1)脱硫塔中的反响以PH为〜的稀碱液吸取硫化氢生成硫氢化物Na CO+HS——NaHS+NaHCO2323硫氢化物与偏钢酸盐反响转化成复原性的焦钗酸钠及单质硫2NaHS+4NaVO+H O——Na VO+4NaOH+2SJ32249氧化态ADA反复氧化焦机酸纳Na VO+2ADA(氧化态)+2NaOH+H O——4NaVO+2ADA(复原态)24923
(2)氧化槽中(吸取液再生设备)的反响复原态的ADA被空气中的氧氧化恢复氧化态,其后溶液循环使用;2ADA(复原态)+O——2人口人(氧化态)+11022
(3)副反响气体中假设有氧则要发生过氧化反响2NaHS+20——Na SO+H022232与气体中的二氧化碳和氧化氢,尚有以下副反响Na CO+C0+H0——2NaHCO23223Na CO+2HCN——2NaCN+H O+CO2322NaCN+S——NaCNS以上副反响,除其次个副反响所产生的NaHC03对脱硫无害外,其余均对脱硫过程有害,应设法除去
3.其他湿式氧化法脱硫方法榜胶脱硫法、MSQ法、螯合铁法、PDS法一氧化碳变换
一、合成氨原料气除一氧化碳的必要性:一氧化碳变换工序的主要作用原料气的净化,原料气制造的连续
二、一氧化碳去除的方法承受一氧化碳变换,并分两步去除,即在催化剂存在的条件下,一氧化碳与水蒸气作用生成氢气和二氧化碳,最终剩余的一氧化碳再通过铜氨液洗涤法、液氮洗涤等方法加以去除
三、根本原理、化学平衡1一氧化碳变换反响是放热反响C+玛QC5+%白际=~
41.19上J衡量一氧化碳变换程度的参数为一氧化碳变换率,用x表示定义已变换的一氧化碳量与变换前的一氧化碳量之比反响达平衡时的变换率称为平衡变换率注工业生产中实际变换率一般小于平衡变换率影响平衡变换率的因素温度温度降低,平衡变换率提高压力反响为等体积反响,压力对平衡变换率无影响水蒸气与一氧化碳体积比H O/CO乙在温度肯定的状况下,一氧化碳平衡变换率随提高而增加,其趋势是先快后慢二氧化碳量降低二氧化碳量,有利于提高一氧化碳的变换率、反响速率2
(1)机理与动力学方程该反响属于气固相催化反响,共分为七大宏观步骤其中内集中及本征动力学步骤为主要掌握步骤本征动力学步骤四+为0的=[用0+%[幻+匚0=的+本征速率不仅与变换系统的压力、温度及各组分的浓度因素有关,还与催化剂性质有关,因此,本征动力学方程可表示如下国产中变催化剂的本征动力学方程B110-2国产低变催5提茶虫一些”xp.p含Q-区£”_化剂的本征动
8.314〃“COPHO力学方程
1.965x1616730打⑹.4Pco’P%、0B-205rco=.m12x08*,即一Q21什*「coPco2PH/I Q一—
0.
1013258.3147K争PcoPa2影响本征反响速率的因素温度可逆放热反响,存在最正确温度,且最正确温度与气体的原始组成、转化率及催化剂有关经分析,在原始组成和催化剂肯定时,变换率增大、最正确温度下降实际操作中应尽量使操作温度接近于最正确温度压力当气体组成和温度肯定时,反响速率随压力的增大而增大水蒸气与一氧化碳体积比当HO/CO比值低于4时,提高其比值,2反响速率增长较快;当大于4后,反响速率增长不明显3内集中的影响因素在工业条件下,表征内集中的影响以中变催化剂的内外表利用率来表征内外表利用率大,则说明内集中影响较小内外表利用率影响因素温度其他条件肯定,温度上升内外表利用率降低;压力其他条件肯定,压力增大内外表利用率降低;催化剂粒度小颗粒的催化剂具有较高的内外表利用率
二、变换催化剂一铁铭系中温变换催化剂铁络系催化剂主要组分为三氧化二铁和助催化剂三氧化二铭另外还含有少量氧化钾,氧化镁和氧化钙等物质三氧化二铁复原成四氧化三铁后,能加速变换反响;三氧化二格能抑制四氧化三铁再结晶,阻挡催化剂形成更多的微孔构造,提高催化剂的耐热性能和机械强度,延长催化剂的使用寿命;氧化镁能增加催化剂的耐热和抗硫性能;氧化钾与氧化钙均能提高催化剂的活性铁铭系催化剂是一种棕褐色圆柱体或片状固体颗粒,在空气中易受潮,使活性下降复原后催化剂遇空气则快速燃烧,失去活性硫、氯、硼、磷、碎的化合物及油类物质,都能使催化剂临时或永久性中毒,各类铁铭催化剂都有肯定的活性温度和使用条件。