Лекция №5. Производство технологических газов. Технология связанного азота. План

Наибольшей каталитической активностью в данном процессе обладают никелевые катализаторы на носителе — глиноземе (А12O3). Так, катализатор марки ГИАП-16 имеет следующий состав: 25% NiO, 57% А12O3, 10% СаО, 8% MgO.

Срок службы катализаторов конверсии при правильной эксплуатации достигает трех лет и более. Никелевые катализаторы наиболее чувствительны к действию сернистых соединений.

5.2.3. Конверсия оксида углерода (II).

Процесс конверсии оксида углерода водяным паром протекает по уравнению :

СО + Н2O = СО2 + Н2 + 41,03 кДж.

Эта реакция частично осуществляется уже на стадии паровой конверсии метана, однако степень превращения оксида углерода при этом очень мала и в выходящем газе содержится до 11% СО и более. Для получения дополнительных количеств водорода и снижения до минимума концентрации CO в конвертированном газе осуществляют самостоятельную стадию каталитической конверсии СО водяным паром.

В соответствии с условиями термодинамического равновесия повысить степень конверсии СО можно удалением CO2 из газовой смеси, увеличением содержания водяного пара или проведением процесса при возможно низкой температуре. Конверсия CO протекает без изменения объема, поэтому повышение давления не вызывает смещения равновесия. Вместе с тем проведение процесса при повышенном давлении оказывается экономически целесообразным, поскольку увеличивается скорость реакции, уменьшаются размеры аппаратов, полезно используется энергия ранее сжатого природного газа.

5.2.3. Конверсия оксида углерода (II).

Проведение процесса при низких температурах — возможно только при наличии высокоактивных катализаторов. Следует отметить, что нижние предельные температуры процесса ограничены условиями конденсации водяного пара. В случае проведения процесса под давлением 2—3 МПа нижние предельные температуры составляют 180—200 oС. Снижение температуры ниже точки росы вызывает конденсацию влаги на катализаторе, что нежелательно.

Реакция конверсии СО сопровождается значительным выделением теплоты, что обусловило проведение процесса в две стадии при разных температурных режимах на каждой. На первой стадии относительно высокой температурой обеспечивается высокая скорость конверсии большого количества оксида углерода; на второй стадии при пониженной температуре достигается высокая степень конверсии оставшегося СО. Теплота экзотермической реакции используется для получения пара.