ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Получение водорода взаимодействием окиси углерода и водяного пара из "Общая химическая технология Том 1" Реакция (1) экзотермическая тепловой эффект ее равен 9175 ккал г-мол при 400° и 8875 ккал/г-мол при 500°. [c.269] Как видно из приведенных данных, при 400—500° (реакция при этой температуре протекает в присутствии катализаторов достаточно быстро) константа равновесия имеет значения 0,1—0,2, что указывает на трудность смещения равновесия. Между тем при производстве водорода и азотоводородной смеси необходимо получить газ с возможно меньшим содержанием окиси углерода вследствие трудности ее последующего удаления. [c.270] Для данной реакции известно много катализаторов окислы железа, хрома, никеля, кобальта, марганца, цинка, магния, ванадия и др. К промышленным катализаторам предъявляются следующие основные требования температура начала реакции должна быть возможно ниже при достаточно высокой активности и избирательности, т. е. при минимальном избытке водяного пара производительность катализатора должна быть высокой и не должны протекать побочные реакции катализатор должен быть долговечен, т. е. должен длительно сохранять активность при работе в промышленных условиях и е разрушаться механически. [c.270] Поэтому для установок, работающих под повышенным давлением, железные катализаторы неприменимы. Для работы под давлением рекомендуются угольные катализаторы с нанесенными на них окисью калия, окисью магния. [c.271] Удаление двуокиси углерода в процессе реакции может осуществляться при использовании катализаторов, которые сами способны связывать углекислоту, например, окись магния. [c.271] По отношению к содержащим серу соединениям катализаторы данной реакции ведут себя различно — железные катализаторы отравляются обратимо, кобальтовые катализаторы— необратимо. Такие катализаторы, как окись магния или окись калия на активном угле, устойчивы к сере. [c.271] Необратимое отравление сероводородом кобальтового катализатора протекает иначе при пропускании смеси, содержащей сероводород, активность его падает и не восстанавливается при последующем пропускании чистой смеси. [c.272] Эти представления подтверждаются зависимостью степени падения активности катализатора от содержания водяного пара в парогазовой смеси с увеличением содержания водяного пара при одинаковых прочих условиях активность катализатора снижается в меньшей степени. [c.272] Поэтому отравление катализатора этими соединениями имеет тот же характер, что и отравление сероводородом. [c.272] Хотя отравление железных катализаторов сернистыми соединениями обратимо, однако для повышения активности катализаторов и для того, чтобы избежать коррозии аппаратуры и машин, газовую смесь целесообразно очищать от сернистых соединений. [c.272] Технологические схемы и аппаратура. Технологические схемы получения водорша взаимодействием окиси углерода и водяного пара различаются в з исимости от того, каким способом достигается высокий выход водорода. В большинстве случаев реакцию проводят, применяя большой избыток водяного пара для смещения равновесия. Представляют интерес и методы достижения высокого выхода водорода путем удале-ния двуокиси углерода. [c.272] Удаление двуокиси углерода может быть осуществлено ступенчато и непрерывно. При ступенчатом удалении двуокиси углерода сначала окись углерода окисляют водяным паром лишь частично, отмывают двуокись углерода и затем парогазовую смесь направляют во второй контактный аппарат, где окись углерода окисляют уже почти полностью. Для непрерывного удаления двуокиси углерода в течение реакции применяется в качестве катализатора, например, обожженный доломит.. Его обжигают, охлаждают воздухом примерно до 450 и пропускают через него исходную реакционную смесь. Через некоторое время производится регенерация катализатора путем обжига, при которой разлагаются образовавшиеся соли угольной кислоты. [c.272] Преимуществом этих методов является получение газовой смеси с очень малым содержанием окиси углерода, чего не удается добиться при осуществлении реакции без удаления двуокиси углерода. Однако вследствие сложности эти схемы не получили широкого распространения. [c.272] Данный процесс осуществляют для получения водорода, азото-водородно-й смеси или смеси водорода и окиси углерода. Соответственно цели процесса используют генераторные газы различного состава и проводят реакцию с различной степенью полноты. [c.273] При производстве азотоводородной омеси исходный генераторный газ должен содержать азот в количестве, превышающем количество водорода и окиси углерода более чем в три раза (по объему). Такой газ можно получить путем смешения в определенных пропорциях воздушного и водяного газа, или применяя для газификации топлива смесь водяного пара и обогащенного кислородом воздуха. Степень окисления окиси углерода должна быть возможно более высокой для того, чтобы получался больший выход водорода и возможно меньшее количество окиси углерода, которая должна быть удалена из азо1Х)водородной смеси (окись углерода — яд для катализаторов синтеза аммиака). [c.273] Пди производстве водорода применяют генераторный газ с минимальным содержанием каких-либо примесей, например водяной газ. Степень окисления окиси углерода должна быть также возможно более высокой. [c.273] При производстве газовой смеси, содержащей два объема водорода на один объем окиси углерода, например для синтеза метилового спирта, должна быть окислена лишь часть содержащейся в водяном газе окиси углерода. Можно получить смесь этого состава, подвергая переработке с высокой степенью окисления окиси углерода только часть генераторного газа и смешивая полученную газовую смесь с другой частью генераторного газа. [c.273] Процесс проводят преимущественно под атмосферным давлением. [c.273] Вернуться к основной статье