ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Очистка от окиси азота и ацетилена методом каталитического гидрирования из "Очистка технических газов" В табл. 1Х-2 приведены значения теплот и констант равновесия реакции гидрирования ацетилена до этилена и этана . [c.340] При температурах ниже 700—800° С реакции практически необратимы. [c.340] Реакция гидрирования (1Х-4) тоже характеризуется высоким значением константы равновесия и может рассматриваться как необратимая при температуре ниже 1000° С. [c.341] Таким образом, все рассмотренные реакции термодинамически могут протекать очень глубоко, однако скорость их ничтожно мала, поэтому для их осуществления необходимы катализаторы. [c.341] Избирательностью катализатора и другими факторами (состав газа, содержание ядов, особенно сернистых соединений, температура и т. п.) определяется, какая из приведенных реакций преимущественно протекает в процессе очистки. [c.341] Как указано выше, в схемах синтеза аммиака каталитическая очистка газа от окиси азота и ацетилена применяется в двух случаях перед стадией отмывки конвертированного газа жидким азотом и перед блоками разделения коксового газа, т. е. после всей предварительной системы его очистки. [c.341] В первом случае производится очистка газа, практически не содержащего сернистых соединений, поэтому она относительно проста. Коксовый газ содержит до 1000 мг1м сернистых соединений, нафталин, цианистый водород и другие примеси, отравляющие катализатор. Следовательно, катализатор должен быть стойким и к воздействию этих соединений. Кроме того, необходимо, чтобы он обладал достаточной избирательностью, т. е. наряду с гидрированием ацетилена не катализировал процесс гидрирования этилена. Этиленовая фракция, выходящая из разделительных аппаратов, как правило, используется для дальнейшей переработки, в частности в синтезе этилбен-зола. [c.341] Кроме указанных примесей, коксовый газ содержит непредельные соединения, которые, так же как и ацетилен, могут полимеризоваться на поверхности катализатора. Помимо этого катализатор реагирует с сернистыми соединениями, содержащимися в газе. Наличие примесей ухудшает селективность, а главное уменьшает срок службы катализатора. Постепенно снижается его каталитическая активность, поэтому при эксплуатации катализаторов понемногу увеличивают температуру процесса до определенного предела, а затем проводят регенерацию. [c.341] Необходимость регенерации катализатора ухудшает экономические показатели процесса, так как для достижения требуемой степени очистки газа следует устанавливать резервные контактные аппараты. Помимо гидрирования N0, С2Н2 и С2Н4 на катализаторах, как правило, происходит гидрирование карбонилсульфидов бутилена, бутадиена и других углеводородов, а также превращение сернистых соединений. [c.342] Катализаторы, применяемые для гидрирования окиси азота и ацетилена, можно разделить на две группы на основе неблагородных и благородных металлов. [c.342] Катализаторы первой группы весьма разнообразны по составу. Они содержат многие элементы, чаще всего никель, медь, железо, кобальт, марганец. Описана большая группа катализаторов на основе никеля4° 5 -б5 в виде металла, окисла или сульфида. Известны также железохромовые, кобальтовые, вольфрамовые, кобальтмолибденовые катализаторы . бз, б5-бэ Активным компонентом катализаторов гидрирования окиси азота и ацетилена может быть также медь . Наибольшей активностью обладают цинкхром-медные катализаторы , которые могут применяться для очистки как выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания, так и газа для синтеза аммиака. [c.342] Описанные катализаторы, как видно из условий их эксплуатации, обладают невысокой активностью, что особенно важно при очистке коксового газа, содержащего сернистые соединения и другие примеси. Поэтому данные катализаторы целесообразно применять для очистки конвертированного газа, в составе которого практически нет веществ, отравляющих катализатор. [c.342] Наблюдалась корреляция активности катализаторов с расположением металлов в периодической системе элементов и с количеством ( -электронов. [c.343] Следовательно, в условиях очистки коксового газа наблюдается специфичность действия металлов платиновой группы, подтверждаемая практическими данными наибольшей активностью при очистке от ацетилена обладают палладиевый и платиновый катализаторы, при очистке от окиси азота — осмиевый и рутениевый. Применение осмиевэго катализатора затрудняется из-за высокой летучести соединений этого металла. [c.343] В случае совместного гидрирования нескольких соединений могут применяться комбинированные катализаторы. При гидрировании N0 и С2Н2 лучшие результаты получены на палладиеворутениевом катализаторе. Было установлено, что рутениевый катализатор отравляется ацетиленом, поэтому при совместной очистке от ацетилена и окиси азота первым по ходу газа должен располагаться палладиевый катализатор, на котором гидрируется большая часть ацетилена, вторым — рутениевый. [c.343] В промышленности для гидрирования gHj используют палладиевые, реже платиновые, катализаторы, для гидрирования окиси азота — рутениевые и палладиевые. При очистке конвертированного и коксового газов проводят совместное гидрирование окиси азота и ацетилена на палладиеворутениевых катализаторах, причем для конвертированного газа металлы могут наноситься совместно, для коксового газа (как уже указывалось) — отдельно. [c.344] Некоторые фирмы разработали новый способ приготовления катализатора для гидрирования окислов азота . Активный металл (палладий, платина или родий), диспергированный в воде, наносят на твердую керамическую массу, которая затем подвергается обжигу. Готовый катализатор представляет собой монолитную керамическую массу в виде сот с каналами для прохода газа. Фирма Дюпон выпускает такой катализатор под маркой Торвекс . Носитель имеет открытую ячеистую структуру, обладающую очень развитой поверхностью. Если обычный катализатор состоит из слоя шариков, таблеток или кусочков диаметром 2—10 мм, то новый катализатор вставляется в аппарат в виде патрона (диаметр до 1,2 м), который можно монтировать в аппарате в любом положении. В то время как наружная поверхность 1 м шариков или таблеток составляет примерно 300 м , поверхность 1 м нового катализатора равна 6678 м . Это особенно важно для процессов очистки, протекающих во внешнедиффузионной области. Объемная скорость на таком катализаторе может быть в 4—20 раз выше, чем на шариковом, и достигать 120 ООО ч . [c.344] В последнее время установлено, что активным компонентом катализатора гидрирования gHa является также рений , обладающий более высокой селективностью и устойчивостью к примесям, отравляющим катализаторы. Кроме того, он дешевле катализаторов платиновой группы. [c.344] Как упоминалось ранее, гидрирование этилена при очистке коксового газа является нежелательным процессом, так как этилен используется для синтеза этилбензола. Поэтому гидрирование этилена может проходить не более чем на 10—15%. При очистке конвертированного газа гидрирование этилена и других непредельных соединений не мешает дальнейшей переработке газа. [c.345] Частично сернистые соединения восстанавливаются до сероводорода. [c.345] Вернуться к основной статье