ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Тонкая каталитическая очистка от окиси углерода избирательным окислением из "Очистка технических газов" Образующаяся двуокись углерода легко удаляется абсорбционными методами. [c.317] Преимуществом метода избирательного окисления окиси углерода по сравнению с метанированием является превращение СО в удаляемую из газа двуокись углерода, в то время как при гидрировании образуется метан, присутствие которого в циркуляционной газовой смеси снижает парциальное давление На и N2 в азото-водородной смеси и, следовательно, уменьшает производительность установок синтеза аммиака. [c.317] Недостаток метода окисления заключается в расходе водорода для удаления избыточного кислорода. [c.317] РсО РсОа —парциальные давления соответствующих компонентов. [c.318] Значение константы равновесия реакции окисления СО намного превышает значения констант равновесия других рассмотренных в данной главе реакций. Термодинамический расчет процесса показывает, что при температуре ниже 1500° С реакцию можно рассматривать как необратимую. Таким образом, методом избирательного окисления может быть достигнута очень высокая степень очистки азото-водородной смеси от окиси углерода. [c.318] При двухступенчатом способе избирательного окисления содержание окиси углерода в газе будет снижено от 1—2% до 10 слг /.и . Следовательно, на очистку может подаваться газ непосредственно после конверсии окиси углерода. Расчет показывает, что по сравнению с метанированием значительно снижаются капиталовложения, а также улучшаются показатели процесса очистки снижается расход водорода (с 0,5 до 0,3 моль в расчете на 1 моль СО) и уменьшается содержание метана в очищенном газе с 1—1,1 до 0,4%. [c.318] Несмотря на преимущества, метод селективного окисления окиси углерода не нашел еще широкого применения для очистки азото-водородной смеси. [c.318] Для селективного окисления окиси углерода могут применяться многие катализаторы. В основном их можно разделить на три группы катализаторы, основным активным компонентом которых является марганец, медь или металлы платиновой группы. [c.318] Отличительным свойством марганцевых катализаторов является способность их основного активного компонента — марганца легко окисляться и восстанавливаться. Поскольку для обеспечения высокой каталитической активности необходимо, чтобы марганец находился в определенном валентном состоянии, такая особенность нередко связана со значительными трудностями. Кроме того, марганцевые катализаторы отравляются водяными парами, так как вследствие капиллярной конденсации воды на активной поверхности МпОз образуется водяная пленка. [c.319] Металлы платиновой группы платина, паладпй, родий, рутений обладают наибольшей активностью в процессах окисления окиси углерода 85-88, 104-108 Катализаторы избирательного окисления СО готовят нанесением растворенных в воде солей металлов на носитель. В качестве носителя могут быть использованы активная окись алюминия, кремнезем, кизельгур и др. Известны комбинированные катализаторы, содержащие в качестве активного вещества два из указанных металлов, например платину и родий или платину и палладий 1 . Наибольшей активностью обладают платина и рутений. [c.319] Эта реакция протекает между двуокисью углерода, образовавшейся в результате окисления СО, и водородом, содержащимся в газе. С повышением температуры равновесие этой реакции сдвигается в сторону образования окиси углерода. В связи с этим удаление окиси углерода из газовой смеси следует проводить в определенном интервале температур. Чтобы поддерживать на катализаторе температуру в пределах его избирательности, рекомендуется добавлять в газ водяной пар. Процесс можно проводить как при атмосферном давлении, так и при давлении до 100 ат объемная скорость в зависимости от активности катализатора изменяется от 1000 до 15 ООО Ч-1. [c.319] Принципиальная промышленная схема очистки синтез-газа от окиси углерода методом ее селективного окисления с применением катализаторов платиновой группы на носителе приведена на рис. УИМЗ. [c.320] Газ после конверсии окиси углерода проходит сатуратор I, где при 112° С, давлении 1,1 ат и соотнощении пар газ = 1 дона-сыщается водяным паром, затем поступает в теплообменник 2 и подогревается до 126—140° С за счет тепла газа, выходящего из реактора. После смешения с возду.хом до соотношения Ог СО = 1,5 1 газ направляется в реактор 3 первой ступени. Здесь при 140—190° С и объемной скорости 10 ООО—14 ООО содержание СО снижается с 2,5 до 0,2—0,5%. Далее газ направляется через конденсатор 4 в абсорбер 5, орошаемый раствором амина для удаления двуокиси углерода. После смешения с воздухом до соотношения Оа СО = = 1 1 и нагревания во втором теплообменнике 2 до 170° С газ направляется в реактор 6 второй ступени. Очищенный газ проходит холодильник 4, абсорбер СОа 5 и поступает на стадию синтеза аммиака. Содержание СО в очищенном газе менее 10 см м . [c.320] Так же как и при атмосферном давлении, процесс осуществляется в две стадии. Температура в реакторе первой ступени снижается в результате дозирования пара, во второй ступени — путем впрыска конденсата (при добавлении пара высокого давления следовало бы, во избежание его конденсации, повышать температуру в реакторе второй ступени выше селективной зоны). [c.321] Фирма Энгельгард разработала новый процесс очистки от СО газа, предназначенного для синтеза аммиака, методом селективного окисления в присутствии платинового катализатора при давлении 35 ат. На очистку подается газ после удаления из него основного количества двуокиси углерода. Газ, содержащий 0,5% СО и 0,1% СО-2, проходит через катализатор с объемной скоростью 10 ООО его температура на входе в контактный аппарат 20 С, на выходе 50—55 С. После очистки от окиси углерода газ поступает в специальный скруббер для тонкой очистки от двуокиси углерода. [c.321] Преимуществом новой схемы является проведение очистки в одну ступень при низкой температуре, что возможно лишь при использовании разработанного фирмой Энгельгард высокоактивного селективного катализатора. [c.321] Вернуться к основной статье