ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Катализаторы из "Очистка технологических газов" Расчеты показали, что при температуре ниже 400—450 °С реакцию можно рассматривать как необратимую следовательно, практически может быть достигнута полная очистка газа от СО. [c.396] При температуре ниже 350 °С реакцию гидрирования двуокиси углерода в азотоводородной смеси следует рассматривать как необратимую. [c.396] На рис. УП1-15 приведена зависимость константы равновесия и равновесного остаточного содержания кислорода от температуры [66]. Расчеты авторов показали, что при стехиометрическом соотношении водорода и кислорода и температуре до 500 °С (а при небольшом избытке водорода и температуре до 1000 °С) реакция взаимодействия Оа и Нз может рассматриваться как необратимая. [c.396] Наибольшее распространение для процессов гидрирования получили катализаторы, основным активным компонентом которых являются железо, никель и металлы платиновой группы. [c.398] Железные катализаторы применяются в относительно старых схемах производства аммиака в условиях продуцирующего и непродуцирующего предкатализа [67]. [c.398] Наибольшей активностью по сравнению с железными катализаторами обладают никелевые катализаторы. Никель обычно применяют в сочетании с другими компонентами. Наиболее трудно гидрирующейся примесью является окись углерода. Кроме того, окись углерода, если все примеси присутствуют в газе вместе, тормозит гидрйрование двуокиси углерода и кислорода. [c.398] Для очистки водорода широко используют никельхромовый катализатор [68]. Он содержит 60—70% никеля и 30—35% окиси хрома и, как правило, выпускается в виде таблеток размерами 4x4 или 5x5 мм. Никельхромовый катализатор обладает очень высокой активностью, что позволяет производить тонкую очистку газа. Так, при 150—300 °С и объемной скорости 6000—15 000 ч достигается остаточная концентрация окиси углерода менее. 10 см /м . [c.398] Катализатор работает в восстановленном состоянии. Процесс восстановления проводят, как правило, на заводах-изготовителях при 300—350 °С водородсодержащим газом. При восстановлении объем зерен катализатора уменьшается примерно на 18%. Следовательно, в контактный аппарат загружают соответственно большую массу восстановленного катализатора, что приводит к более эффективному использованию объема промышленных аппаратов. [c.398] Восстановленный катализатор пирофорен, поэтому после восстановления его пассивируют при комнатной температуре продувкой азотом с постепенно возрастающим содержанием кислорода. При этом на поверхности никеля образуется пленка хемосорбированного кислорода, которая предохраняет контакт от глубокого окисления. [c.398] Известен метод пассивации никельхромового катализатора двуокисью углерода, адсорбирующейся на поверхности катализатора и предохраняющей его от контакта с воздухом. Пассивацию двуокисью углерода проводят при комнатной температуре. [c.398] Недостатком никельхромового катализатора является относительно низкая механическая прочность, а главное, малая термостойкость, Катализатор не выдерживает температуры выше 350 °С спекание его начинается уже при 325 °С. В результате уменьшения поверхности никеля при спекании снижается каталитическая активность. В связи с этим никельхромовый катализатор можно применять в тех случаях, когда содержание СО в газе не превышает 1,5%. Если содержание окиси углерода больше 1,5%, газ, поступающий на катализатор, рекомендуется разбавлять очищенным газом. [c.399] Никельхромовый катализатор очень чувствителен к сернистым соединениям, допустимое содержание которых в поступающем на катализатор газе 1 мг/м . [c.399] Если очищаемая газовая смесь содержит более 1% СО, окись углерода взаимодействует с никелем [69], образуя летучие карбонилы. Это приводит к уменьшению содержания никеля в катализаторе, изменению его структуры и снижению активности. [c.399] В схемах синтеза аммиака на базе трубчатой конверсии метана и низкотемпературной конверсии СО для процессов гидрирования применяют никелевые катализаторы в сочетании с колшонентами, повышающими их стабильность и термостойкость. По активности некоторые из них несколько уступают никельхромовым катализаторам, однако значительно превосходят их по термостойкости и механической прочности. Такие катализаторы выпускаются промышленностью ряда стран [3, 40, 70], в Советском Союзе выпускают катализаторы под марками АМ, НКМ, ТО [71—73]. [c.399] В отечественных катализаторах АМ и НКМ, отличающихся способом изготовления, никель стабилизирован окисью алюминия, ТО — алюмоникельхромовый катализатор. [c.399] Катализаторы метанирования выпускают как в таблетированном, так и в формованном виде. Размер гранул катализатора колеблется от 4—5 до 8—10 мм. [c.399] В процессе работы катализатора в результате нарушения технологического режима на предшествующих стадиях производства синтез-газа возможно временное увеличение концентрации СО и СО2 в газе, поступающем на метанирование. В этом случае происходит увеличение температуры в катализаторе. Лучшие из используемых в промышленности катализаторов могут выдерживать нагревание до 600—650 °С. В связи с тем, что материал, из которого изготовляют метанаторы, обьино рассчитан на 400—450 °С, при температурном скачке рекомендуется отключить конвертор. В критических случаях катализатор охлаждают большими потоками азота или пара. Пар (или вода) не наносит серьезного вреда катализаторам метанирования. [c.400] Перед эксплуатацией ка ализатор восстанавливают обычно с помощью рабочего газа окись никеля превращается в металлический никель. Процесс сопровождается незначительным выделением тепла. Однако, если на восстановленный катализатор поступает газ с содержанием СО и СОз, то начинается реакция метанирования, которая протекает с большим выделением тепла. Во избежание сильного увеличения температуры в метанаторе не рекомендуется присутствие в газе-восстановителе более 2% СО и СО2. [c.400] Процесс восстановления начинают при температуре 200 °С и давлении 2,9-10 —4,0-10 Ца (3—4 кгс/см ) и постепенно повышают температуру в лобовом слое до 380—400 С, но не выше 450 °С, и давление до рабочего. При этой температуре катализатор выдерживается около 6—10 ч. Объемная скорость составляет 4000— 4500 Ч-1. [c.400] Восстановленный катализатор пирофорен, и перед выгрузкой его пассивируют. [c.400] Вернуться к основной статье