Конверсия водяного газа под давлением

Конвертор шахтного типа—сварной цилиндрический аппарат с конической крышкой. Конвертор имеет огнеупорную футеровку п заполнен катализатором. В схемах одноступенчатой конверсии метана непосредственно к шахтному конвертору присоединен смеситель газов. Шахтный конвертор, предназначенный для каталитической конверсии метана под давлением 2 МПа, имеет водяную рубашку, защищенную теплоизоляцией. Внутреннее пространство конвертора разделено на две части. В верхней части размещен слой никелевого катализатора, нижняя часть представляет собой увлажнитель, куда впрыскивается конденсат. Шахтный конвертор второй ступени не имеет смесителя и увлажнителя, так как тепло конвертированного газа используется в котле-утилизаторе для получения пара. В верхней части этого конвертора между местом ввода парогазовоздушной смеси и слоем катализатора оставлено пространство, в котором протекают эндотермические реакции с участием кислорода воздуха. [c.39]

Уксусную кислоту получают в реакторе для жидкофазных процессов с непрерывным перемешиванием. Реакцию катализируют растворимые соединения родия, промотируемые иодом. Исходные вещества расходуются в двух реакциях. Это карбонилирование метанола монооксидом углерода с образованием уксусной кислоты и конверсия водяного газа с образованием диоксида углерода и водорода из монооксида углерода и воды. Как в любой реакционной системе с катализатором и промотором, соединения родия и иода участвуют в реакциях обмена, но при этом не расходуются. Скорость реакции карбонилирования метанола зависит от ряда факторов, в том числе от температуры и концентраций промотора и родия, возрастая с повышением температуры, увеличением концентрации иода и ростом концентрации родия. Было также показано, что, пока метанол и монооксид углерода имеются в зоне реакции, скорость реакции не зависит от их концентраций. Для выполнения этого условия монооксид углерода нужно растворить в жидкости еще до начала реакции. Скорость растворения монооксида углерода определяется скоростью перемешивания и его парциальным давлением в газовой фазе над жидкостью. [c.291]

Катализаторы конверсии природного газа с водяным паром. Процесс паровой каталитической конверсии природного газа является наиболее распространенным способом промышленного получения водорода. Этот эндотермический процесс обычно осуществляют в трубчатых реакторах с внешним газовым обогревом, Наиболее перспективным и экономичным считается процесс паровой конверсии под давлением 20—30 атм. Однако наибольшее количество публикаций за рассматриваемый период посвящено. не этому варианту процесса, а конверсии природного газа при более низком давлении. Эти материалы касаются, в основном, вопросов усовершенствования данного процесса в его простейшем одноступенчатом и двухступенчатом вариантах, а также возможностей применения новых никелевых катализаторов (табл. 11). [c.34]

На первой ступени конверсия природного газа осуществляется в смеси с водяным паром на никелевом катализаторе при давлении около 3,5 МПа (35 кгс/см ) и температуре 824 °С в трубчатых печах до остаточного содержания метана 11%. Дымовые газы направляются в систему теплоиспользующей аппаратуры для подогрева парогазовой смеси, технологического воздуха, питательной котловой воды, топливного газа и получения пара высокого давления, после чего они охлаждаются и выбрасываются в атмосферу. [c.13]

Такая расшифровка является характеристикой катализатора, использование которой позволяет дать расширенное наименование катализатора (см. с. 12, пункт 8 и 9). Например, Никелевый катализатор конверсии природного газа с водяным паром, осуществляемой при средних температурах и высоком давлении в трубчатом конверторе с целью получения газа для синтеза метанола . [c.33]

Скорость конверсии водяного газа зависела и от присутствия иодида натрия. При низких концентрациях воды добавление иодида натрия снижало, а при высоких концентрациях воды повышало скорость реакции. Скорость конверсии водяного газа увеличивалась с ростом температуры и концентрации родия. Влияние парциального давления монооксида углерода при изменении других параметров реакции также было изучено. Результаты мы обсудим ниже при рассмотрении механизма реакции. [c.299]

Рис. 9. Влияние давления на скорость конверсии водяного газа в растворах уксусной кислоты.

Пример. Найти равновесный состав газа, образующегося при конверсии метана в производстве газа для синтеза метанола. Для окисления метана используется водяной пар, двуокись углерода и кислород. Соотношение между объемами компонентов СН Н2О СО2 О, в исходной газовой смеси принять равным 1 0,7 0,3 0,6. Температура конверсии 1200° К, давление в конверторе 1 атм. [c.189]

При повышенных давлениях окиси углерода анион VI действует как катализатор реакции конверсии водяного газа, на что указывает тот факт, что в этой реакции происходит образование водорода и двуокиси углерода из воды и окиси углерода. В присутствии избытка окиси углерода мостиковый карбонил отщепляет кислород от воды в комплексе с одновременным образованием двух связей водород — железо [c.678]

Реакция конверсии водяного газа. Реакция конверсии водяного газа была обнаружена как побочная реакция при кар-бонилировании метанола на родиевом катализаторе уже в ходе лабораторных исследований и разработки процесса [4, 16]. Она состоит во взаимодействии монооксида углерода и воды с образованием водорода и диоксида углерода. С умеренными скоростями она также протекает в растворе уксусной кислоты в отсутствие активных метильных групп в каталитической системе при условиях, близких к условиям карбонилирования метанола. Сотрудники Рочестерского университета наблюдали протекание этой реакции с измеримыми скоростями на данной каталитической системе при низкой температуре и давлении ниже атмосферного [17, 18]. Конверсия водяного газа — наиболее глубоко исследованная из побочных реакций, сопровождающих процесс карбонилирования метанола на родиевом катализаторе [19, 20]. [c.298]

КОНВЕРСИЯ ВОДЯНОГО ГАЗА ПОД ДАВЛЕНИЕМ [c.66]

Конверсия водяного газа под давлением. 67 [c.67]

Из данных, приведенных в табл. 152—156, следует, что концентрация окиси углерода в отходящем газе синтеза с циркуляцией слишком высока, чтобы его можно было использовать во второй ступени синтеза на кобальтовых катализаторах. Выше, при описании работ фирмы Лурги , упоминалось, что железный катализатор, для которого расходное отношение Нд СО равно 0,7, может быть успешно применен во второй ступени синтеза на кобальтовом катализаторе с рециркуляцией газа в первой ступени. Однако фирма Рурхеми предполагала в 1943 г. добавлять конвертированный водяной газ, богатый водородом, к отходящему газу синтеза с рециркуляцией, чтобы использовать кобальтовый катализатор на второй и третьей ступенях синтеза при атмосферном давлении без циркуляции. В памятной записке [61], датированной 16 октября 1943 г., этот способ описан в общих чертах. Ввиду недолговечности железных катализаторов, работающих при атмосферном давлении, и наличия у фирмы Рурхеми значительного числа реакторов атмосферного давления было целесообразно применить кобальтовые катализаторы на второй и третьей ступенях, несмотря на необходимость дополни- I тельных расходов на конверсию водяного газа. Однако непонятно, почему фирма Рурхеми не планировала применение железных катализаторов для синтеза на первой ступени с рециркуляцией. Возможно, это объясняется тем, что в промышленном масштабе синтез на железных катализаторах до 1944 г. не проводился. Применение железных катализаторов на первой ступени привело бы к повышению концентрации водорода в конечном газе, и вследствие этого для обеспечения достаточной концентрации водорода во второй ступени синтеза на кобальтовом катализаторе требовалось бы добавлять меньше конвертированного газа. [c.320]

Катализатором служит РегОз с активирующими добавками (СггОз , АЬОз, К2О и др.). Образовавшийся СОа удаляют сперва промывкой газовой смеси водой под давлением и окончательно поглощением растворами щелочей. Источником СО для получения На конверсией служат также генераторный и водяной газы. Водород высокой чистоты получают электролизом воды (см. разд. 7.6.1). [c.462]

Процесс проводят при давлении 0,6—0,8 атм, при температуре 800—900° С. Природный газ, пар и воздух тщательно смешивают и подогревают. Пар и воздух — до 600 С, а природный газ — до 100— 120 С. Смесь перед поступлением в слой катализатора подогревают до 900° С. Катализатор загружают в реактор с шарами из жаропрочной стали (для обеспечения равномерности распределения температуры в слое катализатора). Избыток воздуха и пара препятствует образованию сажи в зоне конверсии, но чрезмерно увеличивает содержание двуокиси углерода и водяного пара в конвертированном газе. Поэтому в конвертированный газ (перед подачей его в реактор прямого восстановления железа) подают 10% подогретого природного газа. При наличии металлического железа и температуре 850—900 С происходит конверсия природного газа. Образовавшаяся при этом сажа ускоряет процесс восстановления железа [c.107]

Конструкция реактора должна обеспечить быстрый отвод тепла (1 водяного газа при степени конверсии 90% выделяет 353 ккал на 1 ж катализатора). Для этого применяют многотрубчатые реакторы, обычно состоящие из 2200 труб длиной 450 мм и внутренним диаметром 24 мм, в которых находится 10 м катализатора. Тепло реакции используют для получения пара давлением 10 ат] так можно утилизировать 80—90% тепла. [c.255]

Атрощенко, Раман и Звягинцев изучали кинетику конверсии природного газа водяным паром на катализаторе ГИАП-3 под давлением 2 и 6 ат [140]. Ими установлено, что скорость конверсии природного газа водяным паром хороню описывается уравнением [c.187]

На рис. 29 приводится схема получения технического водорода конверсией природного газа с водяным паром в трубчатых печах при низком давлении [50, 89]. Сероводород удаляют в абсорбере / 20%-ным раствором ди-этаноламина. После абсорбера 1 газ смешивается с небольшим количеством водяного пара, нагревается до 450—460° С и направляется в адсорбер < , заполненный бокситом, где сероорганические соединения превращаются в сероводород. Сероводород из газа удаляют промывкой раствором моноэтаноламина в аппарате 5, затем газ поступает в печь конверсии углеводородов 7, в которой трубы (реакторы) расположены в два ряда. [c.125]

Производство водорода методом паро-кислородной газификации нефтяных остатков осуществляют и без установки котла-утилизатора. В этом случае газ охлаждают за счет впрыскивания воды в количестве, обеспечивающем также промывку газа от сая и. Насыщенный водяными парами газ, содержащий сернистые соединения, поступает на среднетемпературную конверсию окиси углерода. После конверсии СО газ очищают от двуокиси углерода и сероводорода. Процесс ведут при 11 —17 МПа. Газ, поступающий на очистку (см. табл. 30), имеет парциальное давление двуокиси углерода от 3,6 до 5,8 МПа и сероводорода от 0,011 до 0,17 МПа. [c.112]

Такое же влияние кислотности и концентрации иодида на скорость конверсии водяного газа при низкой температуре и давлении ниже атмосферного наблюдали исследователи из Рочестерского университета. Однако данные этих авторов и исследователей компании Монсанто о влиянии давления монооксида углерода расходятся. Исследователи компании Монсанто нашли, что при более высоких температуре и давлении скорость конверсии водяного газа почти не зависит от давления монооксида углерода при высокой кислотности и снижается с ростом давления СО при низкой кислотности. Группа из Рочестера получила противоположный результат при температурах [c.304]

Для синтеза аммиака предлагался катализатор, полученный окислением расплавленного железа или сплавов железа в токе кислорода и нагреванием в тигле, покрытом массой, аналогичной приготовляемой [20]. Катализатор для конверсии водяного газа с водяным паром при 320--330°, стойкий по отношению к таким ядам, как сероводород, приготовляют растворением 100 кг железа в разбавленной азотной кислоте, раствор обрабатывают 10 кг хромовой кислоты и 20 кг хромовокислого калия, осаждают аммиаком при 60 —80°, осадок промывают, смешивают с 1 кг углекислого бария и сушат [318]. Другой активный, стойкий катализатор для синтеза аммиака при температуре 550° и давлении 250 ат [скорость на объем газовой реагирующей смеси (ЗН + Ng 2NH3) и часовая объемная скорость реагентов равна 15 000] готовят из чистого железа или железосодержащих руд, окисленных в токе кислорода, с добавкой активаторов, например окиси алюминия или азотнокислого калия. Рекомендуется выдерживать расплавленную жидкость при высокой температуре в течение некоторого времени в токе кислорода. При применении железной руды (магнетита или магнитного железняка), содержащей много примесей (4,0% двуокиси кремния, 4,2% окиси магния, 2,8% окиси алюминия, 0,8% окиси кальция и 0,3% марганца), ее плавят на кислородно-ацетиленовой горелке и вводят активаторы, расплавленную массу выдерживают при высокой температуре с тем, чтобы довести до конца реакцию между окисью железа и активатором и удалить серу и фосфор. При приготовлении катализаторов из железной руды рекомендуется смешивать половину количества актцватора с окисью железа, добавляя вторую половину малыми порциями в частично расплавленную массу. Например, 2 кг магнитного железняка смешивают с 50 г окиси алю-Ашния и 100 г азотнокислого калия (добавляемого малыми порциями), смесь частично расплавляют и обрабатывают избытком кислорода. Приготовленный таким образом катализатор выгружают и процесс повторяют [256]. [c.284]

B. Статья о первой важной работе Фишера и Тропша по каталитическому гидрированию окиси углерода, а именно о синтезе синтола (1922—1923 гг.). В качестве катализатора для конверсии водяного газа под давлением выше 100 атм и при температурах около 400° применялись обработанные щелочью железные опилки. Продукт реакции представлял собой смесь различных кислородных соединений (спиртов, альдегидов, кислот и др.). [c.184]

Синтез спиртов и других кислородсодержащих органических соединений. В 1923 г. Фишер и Тропш опубликовали работу под названием Синтез синтола (последний, по существу, является смесью кислородсодержащих продуктов реакции). Обработанные щелочью железные опилки применялись в качестве катализатора для конверсии водяного газа под давлением выше 100 атм и при температуре около 400°. Позднее было установлено, что понижение давления (имеющее место в связи с понижением температуры и увеличением каталитической активности) благоприятствует получению углеводородов. Однако при использовании железных катализаторов никогда не удавалось синтезировать углеводороды без одновременного образования некоторого количества кислородсодержащих соединений. Как показали опыты в Шварцхейде (рис. 10), при давлении 10 атм и температуре 220° при применении железных катализаторов можно получить от 10 до 30% спиртов и эфиров при расчете на общее количество жидких синтетических продуктов. Повышение давления приводит к значительному увеличению выходов спирта. [c.220]

Промывку щ1ркуляционного газа маслом, а та1гжо отмывку газов конверсии водяного газа от окиси углерода модно-аммиачным раствором нроиз-водят под давлением 700 или 325 ати в скрубберах, заполненных металлическими насадочными кольцами. Водяной газ отмывают от углекислоты водой под давлением 10 или 25 ати. После промывки давление промывных жидко- [c.217]

Общими чертами процесса ФТ являются следующие. Эта гетерогенно катализируемая экзотермическая реакция приводит к образованию изобилия продуктов, включающих линейные а-олефины, алканы, спирты, альдегиды, карбоксикислоты, сложные эфиры и даже арены. а-Олефины и спирты являются первичными продуктами, в то время как алканы получаются при последующем гидрировании алкенов. Селективность образования продуктов зависит от множества факторов, таких, как отношение СО/Н2, давление, температура, катализатор и способ его получения, а также наличие промоторов, например щелочных металлов в носителе катализатора. Полимеризационный процесс ФТ, как правило, приводит к образованию статистического (Флори — Шульца) молекулярно-весового распределения, указывающего на то, что рост цепи подчиняется полимериза-ционной кинетике. Отсутствие селективности при получении продуктов и статистический молекулярно-весовой интервал являются главными недостатками реакции ФТ кроме того, большое количество содержащегося в угле углерода необходимо впустую превратить в СО2, чтобы получить необходимый для реакции ФТ водород (по реакции конверсии водяного газа). [c.135]

Катализаторы конверсии природного газа с водяным паром и кислородом. Процесс парокислородной (парокислородовоздушной) конверсии природного газа широко применяют для получения синтез-газа, используемого в производстве аммиака и метанола. Обычно этот процесс осуществляют автотермично в кднверторах шахтного типа при низком или среднем давлении и при относительно небольших объемных скоростях по природному газу (500—1000 ч ). Значительную интенсификацию парокислородной конверсии природного газа достигают в случае проведения его в аппаратах с кипящим слоем мелкого (0,4—1 мм) катализатора (см. табл. 19, № 1). В этом случае удается достичь довольно больших удельных нагрузок на аппарат (см. табл. 16, № 2). Объемная скорость по природному газу достигает 10 ООО—20 000ч Для исключения опасности отложения углерода на катализаторе рекомендуется тщатель-но смешивать исходные компоненты и поддерживать необходимый избыток воздуха (см. табл. 16, № 3). Для обеспечения более равномерного распределения тепла реакции по слою катализатора последний загружают в конвертор, например, послойно с шарами из жаропрочной стали. [c.37]

Топливный газ получают совместной конверсией сухого газа и углеводородного сырья с водяным паром в присутствии Ы1-и-катализатора при температуре 350—700° С и давлении 5—20 ат. Условия реакции и количество сухого газа подбирают такими, чтобы реакция была экзотермической или термонейтральной. Сухой газ получают конверсией беи-зино-легронновой фракции (Се—С,) с водяным паром в присутствии Ы1-и-катализа-тора при высоких температурах. Он состоит из водорода и окиси углерода [c.136]

В производствах синтетического аммиака используются различные способы получения азотоводородной смеси 1) двухступенчатая каталитическая конверсия метана водяным паром [(2—3)-10 Па] 2) высокотемпературная конверсия природного газа (без катализатора при температуре 1400—1450°С и давлении 3-10 Па) 3) кислородная конверсия газа либо под атмосферным давлением, либо под повышенным давлением 4) разделение коксового газа. [c.201]

В заключение отметим, что процесс конверсии природного газа с водяным паром проводят с никелем, нанесенньп на тугоплавкие носители, при температурах 650-1000°С, давлениях 3-40 атм, соотношении водяной пар (или СО ) угле-рюд 2-6 и выше, среднечасовой скорости подачи газа 5000-8000 ( в расчете на Н 2 + СО при комнатной [c.161]

Любые газообразные углеводороды (в частности, метан), содержащиеся в водороде, который в дальнейшем используется для получения аммиака, не изменяются при пропускании через катализатор синтеза аммиака. Поскольку непрореагировавшие газы возвращаются в цикл, газообразные углеводороды накапливаются и снижают парциальное давление водорода. При получении синтез-газа для производства аммиака концентрацию углеводородов снижают до 0,2- 0,5%, На стадии конверсии природного газа водяным паром образующийся в первичном реакторе газ может содержать 5-10% метана. Этот газ смешивают с определенным количеством воздуха (синтез-газ должен содержать азот) и пропускают смесь над катализатором вторичной высокотемпературной конверсии. Этот катализатор находится в адиабатическом реакторе, футированном тугоплавкими материалами. Поскольку реакция конверсии экзотермическая, температура в реакторе поднимается до [c.166]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология