Производительность цинк-хромового

Влияние паров воды на скорость реакции синтеза метанола связано с протеканием параллельных и последовательных побочных реакций (образование эфиров, альдегидов, спиртов) [74]. Об этом свидетельствуют следующие факты. При работе на сухом газе содержание побочных продуктов всегда возрастает при повышении температуры, парциального давления оксида углерода и снижении объемной скорости газа. Аналогичные закономерности наблюдаются и при введении паров воды. Таким образом при всех условиях, способствующих реакциям образования побочных продуктов, пары воды замедляют скорости этих реакций, что, видимо, отражается и на скорости образования метанола и в итоге повышает производительность цинк-хромового катализатора. [c.79]

Производительность цинк-хромового катализатора можно также определить по номограмме, приведенной в работе [8]. Она построена методом последовательных приближений на основании большого числа данных, полученных в опытных и промышленных условиях. Номограмма позволяет определить производительность катализатора практически при всех технологических параметрах, встречающихся в его эксплуатации. [c.82]

В работе [104] предполагалось, что катализатор синтеза метанола под воздействием реакционной среды в процессе формирования приобретает две формы — окисленную и восстановленную. При адсорбции оксида углерода на окисленных центрах образуется метанол, а при адсорбции на восстановленных центрах— спирты и углеводороды. Действительно, состояние оксида цинка в цинк-хромовом катализаторе в значительной степени определяет производительность и селективность процессов гидрирования оксидов углерода, причем суш,ественную роль оказывает отношение стехиометрического (окисленная поверхность) к нестехиометрическому цинку (восстановленная поверхность). В процессе формирования и эксплуатации, а также под воздействием реакционной среды на поверхности катализатора меняется соотношение окисленных и восстановленных активных центров. В зависимости от их соотношения меняется и селективность процесса синтеза метанола и спиртов Сг—С4. Так, при дозировании диоксида углерода в восстановительную среду Нг—СО резко увеличивается производительность цинк-хромового катализатора по метанолу, что, по-видимому, связано с образованием дополнительных окисленных активных центров и ускорением лимитирующей стадии — хемосорбции водорода [87]. [c.205]

Производительность его в этих условиях близка к производительности цинк-хромового катализатора, но качество метанола-сырца намного выше. Вероятно, это связано не столько с селективностью катализатора, сколько с температурой процесса. [c.37]

В одной работе был обнаружен такой интересный факт — ввод в смесь (СО + Нг) двуокиси углерода при температурах эксперимента резко (в 5—6 раз) увеличивал производительность цинк-хромового катализатора. С течением времени она уменьшалась и затем оставалась на уровне, получаемом в отсутствие СОг (см. рис. 14). Прекращение подачи двуокиси углерода несколько снижало активность катализатора, но затем она выравнивалась до первоначального значения, а с последующей подачей СОг вновь резко повышалась. Выяснить физико-химическую сущность этого явления пока [c.54]

Таблица 4 Производительность цинк-хромовых катализаторов гидрирования окиси углерода в спирты

В последние годы промышленное применение получили медь-цинк-хромовые катализаторы, нанесенные на оксид алюминия и восстановленные при 140-180 С. Эти катализаторы обладают высокой удельной производительностью при 260-280°С и 4-5 МПа. Обязательна очистка выходящего из газогенератора синтез-газа от соединений серы и других примесей, являющихся ядами дм катализатора, используемого на стадии синтеза. [c.123]

С повышением температуры активность цинк-хромового катализатора возрастает, но до определенного предела. В соответствии с результатами разных исследований оптимальной температурой считают интервал 360—370°С. Сдвиг максимума производительности наблюдается при изменении размера зерна катализатора, давления и времени контакта (рис. 3.2 размер зерна 4—5 мм, соотношение Нг СО=2,2-е-2,3, объемная скорость газа 40-10 ч ). [c.73]

На основании анализа работы промышленных агрегатов установлена эмпирическая зависимость производительности [q, т/(м -сут)] цинк-хромового катализатора для зерна размером 9X9 мм при соотношении Нг СО в циркуляционном газе более [c.82]

Ход зависимостей производительности от температуры для всех трех катализаторов одинаков (рис. 3.19 давление 29,4 МПа, объемная скорость газа 35-10 ч , Н2 СО = 5, содержание СО2 6% об., инертных компонентов 7% об.). Однако количественные показатели и рабочие диапазоны температур различны. Максимальный выход метанола на катализаторе СНМ-2 составляет 85 т/(м -сут), а на НТК-2—60 т/(м -сут). Температурный интервал работы катализатора СНМ-2 лежит в пределах 215— 285 °С, а НТК-2 — в пределах 270—340 °С. Следовательно, более активен катализатор СНМ-2. Катализатор НТК-6 работает практически в тех же температурных интервалах, что и цинк-хромовый. [c.92]

Аналогичная зависимость получена и для других катализаторов синтеза метанола, в том числе цинк-хромового. Наблюдаемая при соотношениях Нг СО = 4,5—5,0 максимальная производительность обусловлена, по-видимому, механизмом процесса, однако имеюш,иеся по этому вопросу мнения противоречивы. [c.94]

Колонна синтеза метанола (диаметр 1000 мм, высота 18 м) в первом случае рассчитана на производительность 160 т метанола-ректификата в сутки. Синтез метанола осуществляется под давлением 40 МПа на цинк-хромовом катализаторе (рис. 3.33). Исходный газ сжимается поршневым компрессором 1 от 1,6 до 40 МПа, очищается от масла в фильтре 2 и направляется в колонну синтеза 3. В нижней части колонны расположен теплообменник, проходя который смешанный газ нагревается до температуры начала реакции за счет тепла газа, выходящего из катализаторной зоны. В верхней части колонны установлен электроподогреватель, работающий только в период пуска колонны. [c.108]

При атмосферном давлении цинк-хромовые катализаторы менее активны, чем железо-хромовые. При переводе процесса конверсии окиси углерода парами воды в область повышенных давлений производительность первых повышается пропорционально общему давлению только в первой степени, а вторых — пропорционально общему давлению только в степени 0,5. Поэтому цинк-хромовые катализаторы при давлении выше 15 ат становятся более производительными, чем железо-хромовые. [c.62]

Пример. В колонну синтеза метанола, объем цинк-хромового катализатора в которой составляет 3,6 м , поступает по основному ходу в час 129600 м синтез-газа, что равно 80% от его общего расхода яа входе. Определить объемную скорость синтез-газа и суточную производительность катализатора, если степень конверсии синтез-газа равна 9%, а селективность по метанолу в расчете на превращенный синтез-газ составляет 87,8%. [c.101]

Производительность колонны синтеза но метанолу составляет 6000 кг/ч. Определить объем цинк-хромового катализатора в колонне, если объемная скорость подачи синтез-газа равна 42000 ч степень его конверсии за один проход через катализатор 8,8%, а селективность по метанолу составляет 87,1%- [c.102]

В колонну синтеза метанола, объем цинк-хромового катализатора в которой равен 4 м , поступает в час 135600 м синтез-газа. Производительность 1 м катализатора составляет 42 т/сут по метанолу-сырцу, массовая доля метанола в котором 92,5%- Определить объемную долю холодного (байпасного) синтез-газа на входе ( в %), если степень конверсии синтез-газа за один проход через катализатор равна 9,2%, а селективность по метанолу составляет 87,2%. [c.102]

В колонну синтеза метанола поступает в час 165400 м синтез-газа с массовой скоростью 17500 кг/ч на 1 м цинк-хромового катализатора. Определить суточную производительность колонны ( в расчете на 100%-ный метанол), если часовая производительность 1 м катализатора составляет 1660 кг метанола-сырца, массовая доля метанола в котором равна 92%. [c.102]

Необходимо подчеркнуть, что если повышение активности цинк-хромового катализатора при вводе двуокиси углерода является временным, то при введении паров воды оно носит постоянный характер— сохраняется по крайней мере в течение 6—10 ч после прекращения подачи воды. Строго обоснованного объяснения этому явлению не найдено. Оно не может быть объяснено только повышением производительности катализатора за счет снижения содержания побочных продуктов, так как даже при полном исключении побочных реакций производительность не может увеличиться более чем на 2—5%. Вероятно, это связано также с качественным изменением поверхностно-активных комплексов в цинк-хромовом катализаторе под влиянием воды как слабого окислителя. Если это верно, то положительное влияние паров воды должно наблюдаться и на других контактах. [c.58]

При повышении парциального давления окиси углерода до 8 ат (около 16 объемн. % СО) производительность катализатора увеличивается при дальнейшем повышении рсо производительность снижается я при рсо= 12 ат составляет около 80% от максимальной (рис. 18). Положение максимума на кривой 7=/(рсо) незначительно меняется в зависимости от концентрации двуокиси углерода, инертных компонентов, температуры, и объемной скорости газа. Однако наибольшее влияние, видимо, оказывает двуокись углерода, которая так же, как н на цинк-хромовом катализаторе, изменяет [c.64]

Сначала находят удельную производительность q. Для этого соединяют прямой заданные значения Рсо и w. Через точку пересечения прямой с осью А проводят прямую от заданного значения da до пересечения с осью q. Затем находят коэффициент К заданные значения IBX и t соединяют прямой. Точку пересечения ее с осью В соединяют с точкой на оси Л к (относительная активность катализатора, для цинк-хромового катализатора, восстановленного вне колонны, она принята за 1.0). Пересечение последней прямой с осью К дает значение поправочного коэффициента, соединив который с полученной ранее точкой q, находят значение производительности катализатора. [c.153]

Цинк-хромовый катализатор Поверхность, м /г Производительность, см /см -ч [c.115]

Давление. Повышение давления сдвигает равновесие реакции в сторону образования метанола и, следовательно, приводит к увеличению производительности катализатора. Поэтому процесс ведут при повышенном давлении, например прн 300° и 150 ат на медном катализаторе, при 400° и 200—300 ат на цинк-хромовом. Синтез метанола осуществлен также при более низких давлениях (около 65 ат) и более высоких давлениях (до 1000 ат). [c.339]

В последуюш,их работах [76—79, 84, 85] было также подтверждено, что синтез метанола протекает непосредственно из оксида углерода и водорода, а из диоксида углерода — по последовательному механизму. Такого же мнения придерживаются и авторы данной работы [8, 86, 87]. При исследовании процесса и скорости образования метанола на цинк-хромовом катализаторе при атмосферном давлении было установлено, что из газовой смеси, содержаш,ей СО и Нг, образуется метанол [67], и никаких других примесей в пределах чувствительности хроматографического метода анализа не обнаруживалось. Найдено также, что при введении СОг в газовую смесь водород — оксид углерода производительность цинк-хромового катализатора резко увеличивалась [86]. Механизм процесса образования метанола, его закономерности, в том числе промотируюш,ее влияние диоксида углерода, по данным [86, 87], представляется следую-ш,ими [c.68]

Исследования процесса синтеза метанола на цинк-хромовом катализаторе проводились в основном в условия , отличных от промышленных. На лабораторных установках обеспечивался режим, близкий к изотермическому, исходную газовую смесь тщательно очищали от посторонних примесей и каталитических ядов. Поэтому, хотя приводимые ниже данные и отражают все закономерности изменений производительности катализатора, в количественном отношении она всегда несколько выше, чем наблюдается в промышленной практике. Большие исследования влияния параметров процесса на производительность цинк-хромового катализатора проведены сотрудниками Государственного института азотной промышленности (ГИАП) Д. Б. Казарновской, В. Д. Лившиц, П. П. Андреи-чевым, И. П. Сидоровым, а также в Институте физической химии АН УССР (М. Т. Русов, В. М. Власенко, М. Г. Розенфельд и др.). [c.47]

Таблица 24. Зависимость производительности цинк-хромового катализатора и концентрации СН3ОН в газе при 250 ат и Нг СО = 4 от температуры, размера зерна и объемной скорости

Таблица 25. Зависимость производительности цинк-хромового катализатора и концентрации СН3ОН в газе при Н2 СО = 4 и размере зерна 1,5—2,5 мм от температуры, давления и объемной скорости

Таблица 26. Зависимость производительности цинк-хромового катализатораг и концентрации СН3ОН в газе при 250 ат и размере зерна 1—2 мм от отношения Н, СО

Практически уже вышли из стадии исследования работы по совершенствованию производства метанола на агрегатах средней мощности при высоком давлении. Они заключаются в основном в разработке катализаторов, пригодных для эксплуатации при температурах ниже 300 °С и давлениях 300 ат. Например, при использовании катализаторов фирмы РгИсЬагб-Коаёез производительность агрегатов увеличивается на 17—50%. Однако при проведении процессов на активных низкотемпературных катализаторах возникает ряд трудностей. Производительность некоторых образцов та ких катализаторов при оптимальных условиях работы очень высока и в отдельных случаях достигает 80—100 т/ м сутки), в то время как среднегодовая производительность цинк-хромового катализатора ОКОЛО 25—30 т/ м -сутки). Следовательно, возникает необходимость интенсив1Ного отвода тепла из зоны реакции, что практически очень трудно выполнить на существующих полочных насадках. Кроме того, при использовании низкотемпературных катализаторов нужно обеспечить высокое содержание СОг в газе и соответствующую чистоту последнего. Это потребует некоторого изменения технологической схемы подготовки газа или режима конверсии, а также, как минимум, замены поршневых компрессоров на турбоциркуляционные. [c.126]

Производительность цинк-хромового катализатора q, TjM yTKu) по номограмме определяется в зависимости от парциального давления окиси углерода на входе в ко лонну (Рсо, ат), объемной скорости газа w, т ), размера зерна катализатора (de, лл ), температуры газа на входе и температуры процесса ( вх и t, °С). [c.153]

Н. П. Курин и Д. Ф. Перминов [216] провели исследование разложения метилового спирта при 275—375 в присутствии прессованного цинк-хромового катализатора. Они установили, что повышение давления прессования до 5000 атм приводит к значительному росту удельной активности и производительности катализатора дальнейшее повышение давления (до 10 ООО атм) снижает удельную активность исследованного катализатора и его производительность. [c.123]

Продукты разложения — оксид цинка и хромат цинка — рентгеноаморфны, а с увеличением температуры кристаллиз -ются. Пористая структура цинк-хромовых катализаторов, прокаленных в потоке азота, характеризуется отсутствием мелких пор, низкой удельной поверхностью и, как следствие, такие катализаторы имеют низкую производительность и селективность [40]. [c.53]

Введение в предварительно восстановленный цинк-хромовый катализатор 6—87о (масс.) меди повышает производительность катализатора и селективность процесса [40, 49]. Технология нанесения меди на поверхность соосажденного катализатора включает пропитку контактной массы медноаммиачным раствором бикарбоната меди, сушку при 130—140 °С и прокаливание в токе воздуха при 250°С. В результате прокаливания на поверхности контакта образуется оксид меди. Восстановление оксида меди осуществляется в колонне. синтеза при 300 °С. [c.55]

Опыт эксплуатации производств метанола подтверждает отсутствие заметного влияния диоксида углерода на работу цинк-хромового катализатора. Так, при содержании в исходном газе до 5% (об.) СО2 катализатор работает без заметного снижения производительности в течение 12—18 мес, а в отдельных случаях и более длительный срок. Агрегаты синтеза эксплуатируются стабильно и автотермично. С увеличением содержания диоксида углерода в исходном газе и соотношения Нг СО степень превращения диоксида углерода за один проход газовой смеси через колонну возрастает (табл. 3.2). [c.76]

В качестве катализаторов процесса в промышленности широкое распространение получили таблетированные цинк-хромовые катализаторы общего химического состава (1—4) ZnO- Zn rfi . Такие катализаторы активны при высоких давлениях (20-30 МПа) и температурах (340—400°С). Видно, что рабочие условия каталитических систем лежат в области температур неблагоприятных для протекания реакции с термодинамической точки зрения. Поэтому процесс проводят при высоких давлениях. Невосстановленные катализаторы содержат 50-60% ZnO, 25-30% 1-17 % графита и 8—10% воды. В качестве промоторов используются оксиды А1, Th, Zr, Та, V, Fe, Са, Mg. По типу действия промоторы делятся на внутрикристаллические (входящие в кристаллическую решетку ZnO, например, Fe, Са, Mg) и межкристаллические (например, Сг . Производительность промышленных катализаторов по метанолу составляет 1—2 кг/лч. [c.354]

Системы ZnO—СггОз являются промышленными катализаторами парофазного гидрирования сложных эфиров до спиртов [79, 80, 82, 83] и синтеза спиртов из СО и Нг (под давлением) [84—111]. При гидрировании сложных эфиров ненасыщенных кислот связь С=С не затрагивается [82], что отличает действие цинк-хромовых катализаторов от медно-хромовых. Взаимодействие СО и водорода на непромотированных цинк-хромовых катализаторах приводит к образованию метанола, а на контактах, промотированных щелочными добавками, происходит также конденсация и образуются, помимо метанола, изобутанол и другие высшие спирты. Удельная производительность ZnO в реакции синтеза метанола существенно выше, чем СггОз, и примерно равна удельной производительности промышленных цинк-хромовых катализаторов. Наличие в контакте избыточной (по отношению к хромиту цинка) окиси хрома снижает активность [730]. Важно отметить, что для предшествующих цинку металлов VIII группы (Fe, Со, Ni) более характерно образование из СО и На углеводородов. [c.1346]

На цинк-хромовый катализатор отрицательное действие оказывает содержащаяся в газе влага. В заводских условиях наблюдалось временное снижение производительности установки, когда в систему включали заполненный свежим катализатором реактор, в котором до этого производилось восстановление катализатора. Вода, образующаяся при его восстановлении, вызывала в процессе синтеза временное отравление катализатора. Согласно теории Тэйлора и Кистяковского, вода и двуокись углерода более прочно удерживаются на поверхности окиси цинка, чем водород, и потому должны рассматриваться как катализатор-ные яды. Присутствующий в газе кислород тоже оказывает вредное действие, так как из кислорода образуется вода. Слишком большое содержание азота в газе приводит к образованию NHз и аминов. Недостаточно тщательное удаление щелочи при промывке осажденной 2пО приводит к образованию высших спиртов (что используется в процессе получения изобутилового масла). Образование диметилового эфира в качестве побочного продукта неизбежно, так как происходит под действием А12О3 (содержащегося в некоторых деталях реактора) и кизельгура, действующих как катализаторы реакции дегидратации. Поэтому большое значение имеет выбор носителя для катализатора. Практически не существует такого каталитического процесса, при котором материал носителя не оказывал бы влияния на катализатор. При описании гидрогенизации среднего масла в паровой фазе уже было показано, какое исключительное влияние оказывает носитель, например на протекание реакции гидрогенизации. [c.165]

При изучении процессов переноса вещества в порах катализатора установлено, что с повышением давления влияние макрокине-тических факторов на скорость образования метанола уменьшается— при 500 ат переход в кинетическую область наблюдается уже при 380 °С. Изменение температуры перехода в кинетическую область в зависимости от давления на цинк-хромовом катализаторе (рис. 8, размер зерна 4—5 мм) определено по данным . Влияние размера зерна на производительность катализатора может быть оценено по данным , полученным на проточно-циркуляционной установке при 250 ат (табл. 24). [c.48]

Таким образом, для достижения максимальной производительности синтез метанола на цинк-хромовом катализаторе следует проводить при наиболее высоких давлении и объемной скорости газов,, при температуре -ЗбОХ, отношении Нг СО и наиболее мелком зерне катализатора. Однако в промышленной практике не всегда целесообразно осуществлять процесс в условиях получения максимального выхода продукта. Например, использование мелкозернистого катализатора создает высокое сопротивление в агрегатах чрезмерное повышение давления вызывает осложнения в аппаратурном оформлении и значительный рост капиталовложений пр отношении Нг СО 4 метанол-сырец загрязнен побочными продуктами, что затрудняет его очистку и т. д. Исходя из этого, при выборе технологического режима процесса синтеза метанола в промышленности руководствуются не столько условиями максимальной производительности, сколько техническими возможностями и тех-нико-экономическими данными, так как в конечном итоге именно последние имеют решающее значение. [c.59]

На основании данных обследования работы промышленных агрегатов установлена эмпирическая зависимость производительности [q, т/сутки)] цинк-хромового катализатора с размером зерен 9X9 мм от отношения Нг СО в ниркуляционном газе, объемной скорости, содержания инертных компонентов и давления, которая имеет следующий вид [c.60]

В описанной схеме состав газа отличается от обычно принятого для производства метанола соотношением реагирующих компонентов, содержанием СН4 и N2 (до 8,5—10 объемн. %) и микропримесями. Постояиство производительности катализатора в течение пробега обеспечивается изменением концентрации азота и метана в циркуляционном газе, а также объемной скорости и температуры. Качество метанола-сырца, полученного в указанных условиях, выше качества продукта, вырабатываемого на цинк-хромовом катализаторе. Продувочные газы ( — 900 ж на 1 г метанола-сырца) используются для получения пара или для других технологических целей. Все в целом создает условия комплексной переработки исходного сырья и понижения себестоимости продукта. [c.128]

Показано, что более активные и селективные контакты обладают -проводимостью, а по мере потери производительности и селективности в действующей колонне катализатор приобретает р-проводимость (12]. Катализатор с р-проводимостью можно регенерировать водородом, в результате он вновь обладает п-ароводимостью и прежней производительностью и селективностью. Это свидетельствует о том, что главной компонентой цинк-хромовых контактов является окись цинка, содержащая, вероятно, в междуузлии незначительное количество металлического цинка. [c.117]

Приведенные в табл. 5 катализаторы [10], за исключением № 12 и 13, получены путем осаждения из концентрированных )астворов азотнокислых солей цинка [2п( ЫОз)2 — 252 г/л] и Сг(ЫОз)з — 232 г/л] насыщенным раствором карбоната аммония [(КН4)2СОз — 400г/л]. Сухие осадки прогревали в токе водорода при 400° С в течение 14 ч. Полученные таким путем цинк-хромовые катализаторы не требуют стадии восстановления, что существенно. Некоторые из них (6, 7, 8) обладают большей общей поверхностью, производительностью и удельной активностью, чем промышленные катализаторы (12 и 13), полученные мокрым и сухим способами с последующим восстановлением хромата в хромит цинка. [c.118]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология