Метанирование условия

В условиях метанирования газов, полученных в процессе паровой конверсии, изменением концентрации водорода можно пренебречь. В этом случае расчет равновесных концентраций окислов углерода заметно упрош ается, и их значения могут быть определены с помощью уравнений [c.95]

Зависимость парциальных давлений окиси и двуокиси углерода в условиях термодинамического равновесия от температуры при их содержании в исходном газе в количестве 1% показана на рис. 30. При большом избытке водорода реакции метанирования при температурах до 300 °С практически необратимы. [c.95]

Повышение давления термодинамически благоприятно для протекания реакций. Метанирование проводят обычно при 280—350 °С давление процесса определяется, как правило, давлением на стадии очистки от СО2, однако, если полученный водород в дальнейшем компримируется, возможно применение, схемы, предусматривающей метанирование при более высоком давлении. Объемная скорость зависит от давления процесса и используемого катализатора и колеблется в пределах от 1000—1500 ч при атмосферном давлении до 6000—8000 ч при 2 МПа. В таких условиях при суммарном содержании окислов углерода в исходном газе до 1 % их концентрация в очищенном газе не превышает 5—10 млн. . [c.95]

Для получения кинетических. данных наиболее простой путь — осуществление изотермической р аботы интегральных конверторов, так как это ограничивает число переменных и облегчает интегрирование. Однако на практике изотермическая работа редко осуществляется, особенно для реакций с высокими тепловыми эффектами,вследствие ограничений в отводе тепла. Эти ограничения имеют большое значение, потому что плохой контроль за потоком тепла, приводящий к небольшим температурным градиентам в слое, может вызвать очень сильный эффект, поскольку скорость реакции экспоненциально зависит от температуры. При исследовании экзотермических реакций обычно применяют адиабатические трубные реакторы. Система температурного режима осуществляется таким образом, чтобы предотвратить утечку тепла через стенки реактора. Следовательно, профиль температур развивается вдоль длины реактора, размеры последнего зависят от теплоты реакции, теплоемкости реакционной среды и кинетики реакции. Полномасштабные заводские конверторы вследствие низкого соотношения поверхности и объема обычно работают адиабатически, и поэтому адиабатические- конверторы небольшого размера могут быть полезны для испытания на длительность пробега или для моделирования промышленной производительности. Эти конверторы могут работать либо на уровне полупромышленного масштаба, либо как пилотные установки. Адиабатические реакторы в настоящее время применяются для моделирования полномасштабных промышленных условий таких реакций, как высокотемпературная и низкотемпературная конверсия окиси углерода, реакция метанирования и синтез аммиака. [c.56]

В условиях процесса единственно вероятными реакциями являются реакции метанирования обоих окислов углерода, а также прямая и обратная реакции паровой конверсии СО. Условия на входе в метанатор могли бы способствовать увеличению скорости образования углерода по реакциям (18) и (19), но удаление углерода может происходить по более быстрой реакции (20). На входе отложение углерода в массе катализатора термодинамически невозможно. На практике образования углерода или окиси углерода не наблюдается. [c.146]

Следовательно, таблетированный катализатор в заводских условиях очень сильно лимитируется диффузией. Энергии активации для метанирования окислов углерода на никелевых катализаторах близки опубликованное значение для двуокиси углерода составляет 7 ккал моль, наблюдаемое значение для окиси углерода — 7,4 ккал моль. [c.148]

В установках метанирования катализатор ТО может работать в тех же условиях, что и никельалюминиевый, но обеспечивает при этом более тонкую очистку от примесей. [c.401]

При проведении процесса гидрирования в промышленности в газе присутствует как окись, так и двуокись углерода. Метанирование окиси углерода не зависит от концентрации двуокиси углерода. Однако окись углерода в значительной степени препятствует гидрированию СОа- Имеются указания, что гидрирование двуокиси углерода практически приостанавливается, если концентрация СО в газе превышает 200—300 см /м . Аналогичные данные получены в работе [87]. Скорость гидрирования СО резко увеличивается при переходе процесса во внешнюю диффузионную область и приближается к скорости, наблюдаемой в условиях отсутствия окиси углерода. [c.403]

Таблица 13.7 Типичные условия метанирования окислов углерода [27]

Интервал давлений, при которых можно проводить метанирование, исключительно широк — от атмосферного до 840 ат. Метанирование прн атмосферном давлении обычно проводят с объемной скоростью 1000—2000 ч . С повышением давления процесса можно значительно увеличить объемную скорость — до 20 ООО Метанирование нри весьма высоких давлениях обычно позволяет достигнуть остаточного содержания окиси углерода, не обнаруживаемого обычно применяемыми методами качественного определения. Типичные условия процесса, применяемые на промышленных установках, приведены в табл. 13.7 [27]. [c.336]

Дезактивация катализатора. Имеются две причины дезактивации катализатора, которые играют важную роль при газификации взаимодействие с серой и с минеральными веществами. Сера, особенно при высоком ее содержании в некоторых углях, представляет наиболее серьезную опасность для катализаторов [8]. Совершенно очевидно, что ни один из переходных металлов не способен сохраняться в металлическом состоянии в этих условиях. Вследствие этого наилучшие катализаторы метанирования (такие как N1 или Ни) совершенно непригодны для газификации угля, как это уже было однозначно показано в работе [9, 10]. Применение некоторых никелевых и платиновых катализаторов для гидрогазификации было рассмотрено в работе [3]. [c.246]

Так как по этой реакции на 1 объем СО2 расходуется 4 объема водорода данный метод используется на практике только при содержании в газе незначительных количеств СОд. Обычно метанирование применяется для одновременного удаления из газа следов СО и СО2. Условия проведения процесса метанирования и технологическая схема процесса изложены на стр. 382. [c.379]

При загрузке реакторов оксида углерода, метанирования необходимо соблюдать основные условия, изложенные выше. После окончания загрузки катализатора конвертор необходимо продуть воздухом вначале обратным ходом, а затем прямым при этом уносится пыль, образующаяся в процессе загрузки. [c.90]

При обычных условиях промышленного процесса метанирования могут протекать только реакции (III.53) и (III.54), а также прямая или обратная реакция конверсии оксида углерода (III.56). Реакцию (III.55) можно рассматривать как сочетание реакций (III.53) и (III.56). Условия, существующие на входе в реактор метанирования, могут приводить к образованию углерода по реакциям (III.57) и (111.58), но удаление углерода по реакции (III.59) может протекать с гораздо большей скоростью. Реакция (III.57) может конкурировать с гидрированием при низких соотношениях водорода и оксида углерода. При содержании СО более 2% и высоких температурах возможно протекание реакции (III.57). [c.335]

Кинетика и механизм реакции метанирования СО на других катализаторах исследованы еще недостаточно. Совершенно однозначно установлено, что на всех катализаторах в промышленных условиях процесс протекает в области внешней диффузии. [c.307]

После конвертора окиси углерода парогазовая смесь с температурой 430 °С поступает в котел-утилизатор и водоподогреватель 10, где охлаждается до 115 °С. Конверсия и утилизация тепла производятся двумя потоками. После котлов оба потока объединяются и поступают в скруббер 11, где охлаждаются водой до 30—40 °С. При этом непрореагировавший водяпой пар, содержавшийся в газе, конденсируется. Тепло конденсации водяных паров не используется. Объясняется это тем, что давление в системе близко к атмосферному, а парциальное давление водяных паров в газе ниже атмосферного, и температура конденсации не превышает 70 °С. В таких условиях использовать тепло конденсации водяных паров в процессе регенерации поглотителя для очистки от СО невозможно. Именно поэтому при работе под давлением, близком к атмосферному, применяют очистку водным раствором моноэтаноламина в абсорберах 12. Полученный водород сжимается компрессором до 5 МПа и подается потребителю. Отсутствие в схеме низкотемпературной конверсии СО и метанирования приводит к повышенному содержанию в водороде окислов углерода. [c.133]

Экзотермические реакции метанирования окиси углерода и двуокиси углерода имеют тепловые эффекты реакции АЯ25 с, составляющие соответственно 49,27 и 39,44 ккал моль окисла углерода. Поэтому увеличение температуры, соответствующее заданному превращению окислов углерода, может быть рассчитано при условии, что можно оценить потери тепла из конвертора. Нормальная работа — адиабатическая, поскольку потеря тепла из хорошо изолированного промышленного конвертора пренебрежимо мала в сравнении с вводимым теплом. Другим справедливым допущением является то, что теплоемкости постоянны в диапазоне обычных рабочих условий. Для газа типичного состава увеличение температуры составляет 74 °С на 1% конвертируемой окиси углерода и 60 °С на 1% конвертируемой двуокиси углерода. [c.146]

В случае температурного скачка в метанирующем катализаторе, вызванном ненормально высокими концентрациями окислов углерода во входящем газе, необходимо защитить реактор и катализатор от возможных серьезных повреждений. Реактор надо немедленно изолировать со стороны входа и затем как можно быстрее сбросить давление до атмосферного. Такая операция дает два преимущества уменьшается количество газа, способного реагировать, и при низком давлении высокие температуры менее опасны для аппарата. Если это возможно, метанатор должен быть продут максимально большим количеством азота, чтобы ускорить охлаждение однако нельзя допускать попадания в него воздуха, поскольку экзотермическая природа окислительной реакции на катализаторе может привести к дальнейшему его перегреву. Пар или вода не наносят серьезного ущерба катализаторам метанирования поэтому пар можно применять для продувок вместо азота, хотя его охлаждающее действие намного меньше из-за его относительно высокой температуры. Если температура катализатора ниже 100 °С и требуется его дальнейшее охлаждение, то в этом случае можно исполь зовать воду, при условии, что она не содержит соединений серы или хлора. Воду ни в коем случае нельзя применять, если температура катализатора превышает 100 °С, из-за опасности образования недопустимо высокого давления. [c.150]

Метанирование проводится при 300-370°С и большом избытке водорода. При этих условиях окисаш углерода гидрируются практически полностью (рис.57) /63/. Поскольку реакции экзотермические, происходит повышение температуры в реакторе. Дяя типичного состава газа для синтеза ашшака увеличение температуры составляет 74 и 60°С на 1% гидрируемых СО ъ. соответственно. [c.197]

Образовавшийся при метанировании или имеющийся в смеси водяной пар реагирует с СО по реакщи водяного газа, скорость которой при рассматриваемых условиях равна [c.200]

При метанировании газов низкотешературной конверсии для получения ЗПГ используют те же катализаторы, что в реакторах хаза щка-ции, иногда дяяр частично, отработанные. Это связано с тем,что условия работы в реакторах метанирования более мягкие, чем в реакторах газификации. Б частности, вероятность закоксовывания катализатора очень мала. Поэтому катализаторы низкотешературной конверсии углеводородов пригодны для процессов метанирования. [c.203]

Метанирование проводится на катализаторах такого же типа, как и низкотемпературная конверсия, т.е. на высокоактивных Ешкелевых катализаторах. При выборе их необходимо учитывать избирательную активность в отношении окиси и двуокиси углерода. Если в газе много, СО , то Б этих условиях желательно применять катализатор, обеспечивающий метанирование всей СО без существенной конверсии С02- О,днако если в газе имеется много водорода и небольшое количество СО и СО , то следует выбирать катализатор, который гиджрует окислы углерода более или менее одинаково. Б производстве длл метанирования часто применяются те же катализаторы,-что и для конверсии и гидрогазифи-ка1.9(и. [c.274]

Анализ схем конверсии производства аммиака позволяет выявить основные технологическиз и энергетические связи отдельных стадий и аппаратов. Отличительной особенностью схемы является строгая энергетическая сбалансированность выработки и потребления пара, получаемого при утилизации тепла дымовых газов и технологических потоков. Важнейшими связями являются в) зависимость содержания инертов в свежем газе на входе в компрессор синтез-газа в зависимости от условий конверсии б) зависимость соотношения / в циркуляционном газе от условий процесса паровоздушной конверсии. Дополнительные связи объясняются рециклом части азотоводородной смеси (АВС) в аппараты сероочистки, сжиганием в печи продувочных и танковых газов, подогревом АБС, идущей на метанирование, конвертированным газом. [c.289]

Примеры, приведенные в табл. 9-3, показывают, что тенденция к сульфидированию переходных металлов сохраняется в широких пределах. Вообще, при ожижении угля все переходные металлы будут сульфидироваться при высоких концентрациях сероводорода, поэтому реакция проходит в присутствии сульфида металла. Однако при низких концентрациях сероводорода картина меняется. Например, в условиях метанирования (содержание сероводорода менее 1 млн ) сульфидные катализаторы (NIS) нестабильны, но все- же существует значительное взаимодействие сероводорода с поверхностью катализатора. [c.120]

В процессе ожижения угля, для которого характерно высокое содержание серы в газе (л 1%), в качестве катализаторов достаточно стабильны только сульфиды и определенные оксиды. Термодинамические расчеты показывают, что бориды, силициды и фосфиды переходных металлов группы VIII также способны противостоять таким условиям [1]. Это создает некоторые интересные перспективы для процесса ожижения, а тем более для каталитической облагораживающей переработки получаемых газообразных продуктов, которая особенно чувствительна даже к небольшим концентрациям серы. Например, в процессе метанирования для применяемых в настоящее время катализаторов допустимое содержание серы должно быть менее 10 млн . Усовершенствования, приводящие к повышению предельно допустимых концентраций серы только на один порядок, могут дать существенный экономический эффект. [c.128]

Термическая стабильность. Высокоэкзотермнчную реакцию метанирования можно проводить двумя принципиально разными способами. По одному низкую температуру реакции поддерживают посредством рециркуляции продукционного газа и использования трубчатых реакторов или посредством жидкого теплоносителя. Высокая термостабильность катализаторов не является главным требованием в таких системах. По другому способу реактор может работать адиабатично при температуре, зависящей от максимальной степени превращения. В таких условиях тепло реакции можно использовать в форме пара высоких параметров, что улучшает общий энергетический КПД. В процессе, предложенном Р. М. Персонс Компани, используют серию метанирующих реакторов, работающих при последовательно понижающихся температурах [15]. Первичные реакторы (температура газа на выходе 770°С) производят 40— 50% метана. Конечные реакторы конвертируют остаточный оксид углерода при значительно более низких температурах. Для этого процесса требуются катализаторы исключительно высокой термостабильности. Катализатор в начальных реакторах может быть менее активным и менее чувствительным к отравлению серой, поскольку при высоких температурах сульфиды, находящиеся как в объеме, так и на поверхности, обладают значительно меньшей стабильностью. [c.235]

Наконец, экономическая эффективность процессов метанирования и конверсии СО зависит от оптимизации сочетания каталитической активности с ее стабильностью. Требования, предъявляемые к оптимизации этих свойств, сильно зависят от условий технологического процесса. Очевидно, в обычных низ-котепературных процессах сохранение активности определяется в большей степени влиянием отравления нежели термической деградацией. С другой стороны, термостабильность может иметь более важное значение, чем стойкость к сере, при высокотемпературном режиме работы, который не требует рециркуляции газа и обеспечивает более высокий тепловой КПД. Последнее исследование [16] подверждает, что этот новый способ может стать более экономически эффективным в процессах [c.242]

Показано, что на алюмо-кобальт-молибденовом катализаторе и на катализаторах-хемосорбентах на основе окислов меди и цинка (КС-4 и ГИАП-943-Н) в области температур 300—400° С, давлении 20 атм и соотношении СО2 СО О,5 не наблюдается высокоэкзотермической реакции метанирования, а реакция гидрирования СО2 до СО и Н2О идет на 20—30%- Катализаторы работают в этих условиях без температурных вспышек, на всех стадиях отсутствует крекинг гомологов метана, а появление 1 —1,5% паров воды не мешает процессу гидрирования и хемосорбции сернистых веществ, Библиогр. 1, табл. 3 [c.182]

Ряд промышленно важных процессов проводят в газовой фазе на твердых катализаторах при давлениях 100-800 кг/см (синтез аммиака и метанола, метанирование окислов углерода и др.). Исследование катализаторов и кинетики реакций при высоких давлениях в лабораторных условиях сопряжено о некоторыми особенностями, которые следует учитывать при выборе метода испытаний и конструи- [c.218]

Наиболее полное удаление окиси углерода — до концентрации ниже 0,001 % (что при медноаммиачном способе удается только в исключительных случаях) достигается путем метани-рования, т. е. восстановления СО до метана. Обычно прв использовании этого способа содержание окиси углерода снижается с 0,1 до 0,0001% СО (в особо благоприятных условиях). При синтезе аммиака под давлением 1000 ат в синтез-газе допускается несколько большее количество инертных газов, следовательно, возможно непосредственное метанирование конвертированного газа, содержащего 1,5% СО. [c.201]

Характер и последовательность отдельных процессов в технологической схеме получения азотоводородной смеси двухступенчатой конверсией углеводородных газов под давлением должны определяться в зависимости от технико-экономических соображений и конкретных условий производства и могут быть иными, чем приведенные выше. Так, в некоторых случаях схема двухступенчатой конверсии углеводородного газа под давлением, кроме первичного взаимодействия метана с паром в трубчатых печах и вторичного окисления в аппаратах шахтного типа, может включать в себя двухступенчатую конверсию СО с извлечением СО2 из газа после каждой ступени конверсии СО, последующее удаление остатков СО и СОг метанированием и наконец дополнительное сжатие газа. [c.194]

Как уже отмечалось выше, процессы спекания катализаторов могут привести к снижению поверхности носителя или к уменьшению дисперсности нанесенных на них кристаллитов металла. Спекание может сопровождать босстановление металла при приготовлении катализатора. Например, при приготовлении никелевых катализаторов конверсии метана или метанирования оксид никеля, который образуется из солей, должен быть восстановлен до металла. Если процесс восстановления проводить неосторожно, то вследствие его экзотермичности можно спечь кристаллиты никеля, что приведет к потере величины поверхности металла. Теоретически показано [2.40], что в этих условиях температура отдельных частичек металла может подняться до очень высоких значений. [c.36]

Однако попытки проведения реакции при 200—220° С на катализаторе — кобальт на пемзе, приготовленном, как описано в работе [5], показали, что в этих условиях идут побочные реакции метанирования (СО - - ЗН2 СН4 Н2О), конверсии окиси углерода с водяным паром (СО + НаО- -СО2 + На) и гидрирования исходных олефвшов. Наличие побочных реакций, приводяш,их к значительному расходу сырья и расстраиваюш их режим вследствие большой их экзотермичности, делало способ не только технологически нецелесообразным, но и практически неосуш естьимым. Температура в ряде опытов поднималась до 350—600° С за счет реакции метанирования. [c.91]

Промышленные схемы метанирования. Тонкая каталитическая очистка азотоводородной смеси и водорода от оксидов углерода применяется не только в производстве аммиака, но и в других процессах, где используется чистый водород (например для гидрирования органических соединений). Условия очистки и схемы процессов определяются основным производством и требованиями, предъявляемыми к качеству очистки. [c.339]

Азотоводородная смесь, поступающая на всасывание в компрессор, содержит примеси аммиака-и диоксида углерода. При определенных условиях в результате взаимодействия этих веществ возможно образование углеаммонийных солей, осаждение которых в проточной части компрессора может вызвать эрозионные процессы, засоление и, как следствие, поэреждение проточной части. Во избежание этого специальным насосом в трубопровод линии всасывания третьей секции впрыскивают жидкий аммиак. Его подают также перед холодильником в установке метанирования. При этом одним из основ- ых условий обеспечения нормальных условий работы машины является поддержание температуры 50°Сна линии всасывания в компрессор синтез-газа. [c.412]

BOM случае в реакщ1и пришшает участие большое число поверхностных атомов. Если принять, что необходимое и достаточное условие ускорения реакции синтеза NH 3, метанирования СО и др. - участие в процессе ансамбля поверхностньк атомов, то очевидно, что такие реакции не могут ускоряться моноядерными комплексами. Из имеющихся экспериментальных данных следует, что для протекания каталитической реакций необходимо, чтобы активный центр обладал не только определенными химическими свойствами, но и заданной структурой. [c.116]

В отличие от производства аммиака газ для синтеза метанола кроме водорода содержит значительные количества окиси углерода (исходный газ —до 25—29 объемн. %, циркуляционный — до 16— 20 объемн. %) и двуокиси углерода (исходный газ—1,0— 13 объемн. %, циркуляционный — 0,7—12 объемн. °/о в зависимости от технологической схемы). В условиях синтеза наряду с возможной водородной коррозией аппаратуры на отдельных участках происходит также карбонильная коррозия (см. стр. 79). Наибольшая скорость карбонильной корроз1Ии2 при синтезе метанола при высоких- давлениях наблюдается при 180—200° С, т. е. наиболее интенсивно она может протекать в теплообменниках, в трубопроводах на пути между колонной и теплообменниками и в коммуникациях компрессоров исходного газа. При синтезе метанола при низком давлении возможна карбонильная коррозия внутренней стенки колонны. Кроме разрушения аппаратуры карбонильная коррозия может явиться причиной снижения качества метанола и протеканием в колонне синтеза процесса метанирования. Температура в зоне [c.96]

Флюидный реактор. Преимуществом флюидных реакторов является хороший теплоперенос, обеспечивающий однородные продольный и радиальный температурный профили, а также малый перепад давления. Закалка минимизирует образование сажи и побочных продуктов, особенно при давлении выше атмосферного, В реакторах с флюидным слоем применяли металлы VIII группы, нанесенные на различные носители. Типичные условия температура 750-800°С, конверсия 92% и селективность 90%. При высоком давлении показатели существенно не ухудшались при давлении 2,5 МПа конверсия выше 90% и селективность более 88%. В случае Ni-катализатора продукт на выходе из флюидного слоя должен быть быстро охлажден, чтобы избежать нежелательного метанирования СО [4. [c.54]