ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Физико-химические основы процесса конверсии окиси углерода из "Технология связанного азота" Состояние равновесия данной реакции определяется температурой и концентрацией реагирующих веществ. Псвышение температуры, согласно принципу Ле 11ателье, сдвигает равновесие реакции влево, т. е. в сторону уменьшения выхода водорода, поэтому в процессе конверсии СО требуется отвод тепла. [c.26] Значения константы равновесия реакции конверсии СО, вычисленные для некоторых температур по уравнению (1-13), приведены в табл. 1-4. [c.27] Результат вычисления теплового эффекта реакции конверсии СО при различной температуре представлен в табл. 1-5. [c.28] На рис. 1-2 показана зависимость содержания окиси углерода в конвертированном газе в состоянии равновесия от соотношения пара и газа в исходной смеси при различных температурах конверсии. [c.28] Зависимость равновесного содержания окиси углерода в конвертированном газе от объемного соотношения пар газ в исходкон смеси и температуры конверсии (пунктирные ЛИНИН — содержан1 е СО в газе, сплошные линии — изотермы конверсии). [c.28] Примеры 1. Определить соотношение пар газ в равновесной смеси при 450 °С, необходимое для достижения остаточного содержания окиси углерода в конвертированном газе, равного 3,5%. [c.29] Из точки, соответствующей 3,5% СО на верхней шкале (см. рис. 1-2), опускаем перпендикуляр до пересечения с изотермой 450 °С. Точка пересечения А соответствует объемному соотношению пар газ = 0,6. [c.29] Из точки, соответствующей на нижней шкале рис. 1-2 температуре 420 С, проводим ординату до пересечения с пунктирной кривой 3% СО. Точка пересечения В соответствует объемному соотношению пар газ=0,6. [c.29] Скорость реакции конверсии окиси углерода повышается с увеличением температуры, но при температурах до ШОО °С она очень мала. Поэтому процесс конверсии проводят в присутствии катализаторов. [c.29] Для обычных катализаторов конверсии СО, применяемых в настоящее время, рабочая температура составляет 400—500 °С. В этих температурных условиях для достижения высокой степени конверсии окиси углерода необходим избыток водяного пара (по сравнению со стехиометрическим его количеством) или удаление образующейся двуокиси углерода из зоны реакции. В целях сокращения расхода пара на конверсию СО этот процесс желательно вести при более низких температурах, но для этого требуется применять более активные катализаторы. [c.29] Конверсию окиси углерода с участием низкотемпературного катализатора целесообразно осуществлять при постепенном понижении температуры. Снижение температуры может быть ступенчатым. Сначала, когда в газовой смеси содержится много окиси углерода, конверсия проводится на обычном катализаторе с выделением наибольшего количества тепла реакции. При высокой температуре в реакционной зоне обеспечивается скорость реакции, достаточная для переработки большей части окиси углерода, хотя по условиям равновесия еще не достигается высокая степень конверсии. Затем температуру газовой смеси снижают, и в другой каталитической зоне реагирует остальное количество окиси углерода. [c.29] Здесь выделяется меньше тепла и температура не увеличивается так, как в первой ступени, что благоприятствует смещению равновесия реакции конверсии в сторону образования водорода. [c.29] Во второй ступени можно применять катализатор, более активный при низких температурах, чем в первой ступени. В некоторых случаях количество ступеней больп1е двух. [c.29] Ступенчатая конверсия, в ходе которой наибольшая температура поддерживается на первой ступени и наименьшая — на последней, позволяет создавать более выгодные равновесные условия процесса, увеличить выход Нз и сократить расход пара. [c.29] Применение активных катализаторов, разработанных в последнее время, позволяет проводить конверсию окиси углерода во второй или третьей ступени при 200—280 °С вместо 400 °С. Это дает возможность повысить степень конверсии СО и способствует упрощению и удешевлению процессов дальнейшей очистки азотоводородной смеси от окиси углерода. [c.30] Вернуться к основной статье