化工企業(yè)變換工段工藝培訓(xùn)講義-全文預(yù)覽
【正文】 換催化劑的組成由多種配方，一般含有氧化鈷和氧化鉬，關(guān)于載體以 Al2O3和 MgO 為最好， MgO 載體的優(yōu)點還在于H2S 濃度波動對催化劑的活性影響較小。 (3) 在使用過程中，若催化劑上含碳化合物沉積時，可以用空氣與蒸汽或氧的混合物進行燃燒再生，重新硫化后可繼續(xù)使用。故特別適用于重油部分氧化法和以煤為原料的流程。 鐵鉻系催化劑是一種褐色的圓柱體或片狀固體顆粒，活性溫度為350～ 550℃ ,在空氣中易受潮，使活性下降。 1. 鐵鉻系催化劑 組成及主要性能：鐵鉻系催化劑的主要組分為三氧化二鐵和助催化劑三氧化二鉻。在相同溫度和壓力下，小顆粒的催化劑具有較高的內(nèi)表面利用率，這是因為催化劑尺寸越小，毛細(xì)孔的長度越短，內(nèi)擴散阻力減少，故內(nèi)表面利用率就越高。 Ph2 )／ (Kp PH2Om Yd／ Kp)） (15) 式中： rco—— 反應(yīng)速度， Nm3CO／ m3催化劑． h； K—— 反應(yīng)速度常數(shù)， h1； Kp—— 平衡常數(shù)； Ya,Yb,Yc,Yd—— 分別為 CO,H20， C02及 H2的瞬時量 ,摩爾分?jǐn)?shù)。當(dāng)一氧化碳撞擊到氧原子吸附層時，即被氧化成二氧化碳，隨后離開催化劑表面而進入氣相。 四 .變換反應(yīng)的動力學(xué) 1. 反應(yīng)機理及動力學(xué)方程式： 一氧化碳與水蒸汽的反應(yīng)，如果單純在氣相中進行，即使溫度在1000℃，水蒸汽用量很大，反應(yīng)速度仍然很慢。但一般由于脫除二氧比碳的流程比 較復(fù)雜，工業(yè)上一般較少采用。 (2)同一溫度下，蒸汽用量增大，平衡變換率隨之增大，但增加的趨勢是先快后慢 .因此，要達到很高變換率，蒸汽用量將大幅度增加。因此。因此，一氧化碳的變換反應(yīng)必須在催化劑的活性溫度范圍內(nèi)選擇最佳的操作溫度。 三 . 影響變換反 應(yīng)化學(xué)平衡的因素 ： 由式（ 4）及表 2 可知，溫度降低，平衡常數(shù)增大，有利于變換反應(yīng)向右進行，因而平衡變換率增大，變換氣中殘余的一氧化碳含量減少。 co) ／ [Vco(1+V 180。 X)，變換氣中一氧化碳的含量為： V180。平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系式很多．通常采用下列簡化式： lgKp＝ 1914／ (4) 式中： T溫度， K 不同溫度下一氧化碳變換反應(yīng)的平衡常數(shù)值如下： 若已知溫度，就能求出 Kp 值，從而就可以計算出不同溫度、壓力和氣體成分下的平衡組成。 Yco PH2O)=(YC02 化工企業(yè) 變換工段工藝培訓(xùn)講義 第一節(jié) 一氧化碳變換反應(yīng)基本原理 第二節(jié) 一氧化碳變換反應(yīng)催化劑 第三節(jié) 一氧化碳變換工藝條件的選擇 第四節(jié) 一氧化碳變換的工藝流程 第五節(jié) 主要控制回路及裝置特點 第六節(jié) 主要設(shè)備介紹 第一節(jié) 一氧化碳變換反應(yīng)基本原理 一氧化碳與水蒸氣的變換反應(yīng)可用下式表示： CO+H2O?CO2+H2+Q (1) 變換反應(yīng)特點是放熱、可逆，反應(yīng)前后氣體體積不變，且反應(yīng)速度比較慢，只有在催化劑的作用下才有較快的反應(yīng)速度。 PH2)／ Pco Y H2 由于變換反應(yīng)是放熱反應(yīng) ，降低溫度有利于平衡向右移動，因此平衡常數(shù)隨溫度的降低而增大。co 表示變換前后氣體中一氧化碳的體積百分?jǐn)?shù)（于基 ）則變換氣的體 積為 (1+Vco X) 100% (6) 經(jīng)整理．可得 X=(Vco — V 180。大工業(yè)生產(chǎn)條件下，由于反應(yīng)不可能達到平衡，因此變換率實際不可能達到平衡變換率，必要時，可以用實際變換率與平衡變換率接近程度來衡量生產(chǎn)工藝條件的好壞。反應(yīng)溫度與催化劑的活性溫度有很大關(guān)系，一般工業(yè)上用的 變換催化劑在低于活性溫度時．變換反應(yīng)便不能正常進行，而高于某一溫度時將損壞催化劑。 ： 增加蒸汽用量．可以使變換反應(yīng)向生成二氧化碳的正方向進行。 圖 2 不同溫度下蒸汽量 與 CO變換率的關(guān)系 （ CO:40% H2:50％ CO2:5％） 由圖可見： (1)變換溫度愈低愈有利于反應(yīng)的進行，并可節(jié)省蒸汽用量。除去二氧化碳的方法是將一氧化碳轉(zhuǎn)換到一定程度后，送往脫碳工序除去氣體中的二氧化碳。但在實際生產(chǎn)中，現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝條件下，這些副反應(yīng)一般是不容易發(fā)生的。而當(dāng)有催化劑存在時，反應(yīng)則按下式進行： [K]+H2O(g)→ [K]O+H2 (13) [K]O+CO→ [K]+CO2 (14) 式中 : [K]表示催化劑； [K]O
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