Реакции окиси углерода с водяным паром конверсии окиси углерода

В конвертере окиси углерода на железохромовом катализаторе протекает реакция взаимодействия СО с водяным паром. Конверсия окиси углерода осуществляется в две ступени. В последнее время применяются конвертеры радиального типа. Между ступенями конвертера впрыскивается конденсат, который о.хлаждает газ до температуры 370° С и обогащает его парами воды. Конденсат в увлажнители-испарители конвертера оки- си углерода подается насосами 18 из бака 19. [c.17]

Полученные из метана смеси окиси углерода и водорода переводят реакцией с избытком водяного пара в смесь двуокиси углерода и водорода. Двуокись углерода отмывают водой под давлением 25 ama или раствором этаноламина промытый газ затем компримируют до рабочего давления и удаляют окись углерода промывкой аммиачным раствором формиата одновалентной меди-. После этой обработки остается водород, пригодный для проведения синтеза аммиака. Азот получают двумя способами. По первому способу азот выделяют ректификацией ожиженного воздуха в этом случае кислород можно использовать для частичного сожжения метана. По второму способу сначала проводят конверсию метана с водяным паром при 700°, с тем чтобы в продуктах реакции осталось значительное количество непрореагировавшего углеводорода. Затем к горячей газовой смеси добавляют воздух в таком количестве, чтобы достичь нужного для синтеза аммиака [c.51]

Другое чисто термодинамическое объяснение повышения температуры продуктов реакции при образовании ацетилена следующее. Как уже было указано выше, ацетилен не находится в равновесии с остальными продуктами реакции. Поэтому если выдержать образовавшиеся при реакции продукты в адиабатических условиях достаточно долгое время, то весь ацетилен в результате реакций конверсии с углекислотой [реакция (3)] и водяным паром [реакция (4)] превратится в окись углерода и водород. А так как эти реакции эндотермичны, то температура смеси по мере расходование аце- [c.115]

Важнейшими способами произ-ва В. из природного газа является взаимодействие углеводородов (гл. обр. СН4) с водяным паром (конверсия) и их неполное окисление кислородом. В основе первого способа лежит каталитич,, реакция СН4 - - HjO —> СО -Ь ЗН . Эта реакция эндотермична. Образующаяся окись углерода также подвергается конверсии СО -Ь HjO -> -> СОз + Пз, [c.311]

Значительная часть мировой потребности в энергии удовлетворяется непосредственно или косвенно путем использования реакций угля и углеродсодержащих материалов с газами. Наиболее важными являются реакции с кислородом, водяным паром, двуокисью углерода и водородом. Экзотермическая реакция угля с кислородом служит главным источником получения энергии во всем мире. Эндотермическая реакция угля с водяным паром дает окись углерода и водород, которые используются либо непосредственно как газообразное топливо, либо в виде синтез-газа, превращаемого каталитическими методами в ряд углеводородных топлив или в органические химикалии. Так как двуокись углерода является непосредственным продуктом реакции угля с кислородом и вторичным продуктом реакции угля с водяным паром, получающимся по реакции конверсии водяного газа, вторичная реакция двуокиси углерода с углем в слое топлива тесно связана с первичными реакциями углерода с газами. Реакция водорода с углем, приводящая к образованию метана, в настоящее время не имеет большого промышленного значения, но в будущем найдет, по-видимому, широкое применение. [c.152]

Конверсионный способ получения азото-водородной смеси при газификации кокса в течение длительного времени был одним из наиболее распространенных. В основе способа лежит реакция конверсии водяным паром окиси углерода, являющейся составной частью полуводяного и водяного газов. В результате переработки окиси углерода в двуокись, легко отделяемую от азота или водорода, возможно использовать для получения азота-водородной смеси азот из воздуха, а водород — из водяного пора. В настоящее время все большее значение приобретает получение азото-водородной смеси из природного газа путем конверсии метана. Образующаяся при этом окись углерода, в свою очередь, также подвергается конверсии. [c.203]

Полученная при каталитической- конверсии углеводородов окись углерода далее конвертируется водяным паром по следующей реакции СО + HjO -> -> СО2 + Hj. [c.116]

В результате одновременного протекания всех трех указанных реакций может получаться равновесная смесь газов, содержащая пять компонентов, т. е. метан, водяной пар, окись углерода, двуокись углерода и водород (табл. 12) [19]. Приведенные данные показывают, что для наибольшей полноты превращения метана необходимы температуры 1200° К и выше. В этих условиях содержание двуокиси углерода в равновесной смеси незначительно и конверсия метана водяным паром сопровождается почти исключительно образованием окиси [c.30]

Очищенный газ подогревается в теплообменнике 4, смешивается с необходимым количеством водяного пара, имеющим температуру 380—400 °С, и поступает сверху в печь (конвертор) 7, в которой происходит конверсия углеводородов в водород и окись углерода. В конверторе имеются вертикальные двухходовые реакционные трубы (рис. 5) из хромоникелевого сплава, в которых помещен катализатор. Тепло, необходимое для проведения эндотермической реакции конверсии, получают сжиганием природного газа в инжекционных горелках печи 7 (см. рис. 4). Отходящие газы имеют температуру около 850 °С и их тепло используется в котле-утилизаторе 8 для получения пара давлением 40 ат. В катализаторной зоне температура достигает 750—800°С. [c.30]

Приведенные уравнения показывают, что в продуктах реакций конверсии могут содержаться окись углерода, непрореагировавшие гомологи метана, а также непрореагировавшие или образовавшиеся водород, метан, водяной пар и углекислота. [c.245]

Условный водородный показатель и условный расход водяного пара. Реакцию конверсии СН с несколькими окислителями (водяным паром, кислородом, двуокисью углерода) можно представить как взаимодействие СН с одним окислителем (например, с водяным паром). Среди реагентов могут находиться окись углерода и водород для такого общего случая можно записать следующее равенство, как некоторую условную реакцию [c.6]

Реакция (а) имеет различные технические применения. Равновесие водяного пара по (а) с добавкой не участвующего в реакции азота создается при газификации угля. Через раскаленный уголь продувают последовательно воздух и водяной пар. Вследствие высокой температуры часть двуокиси угле -рода диссоциирует, но вместе с тем происходит и догорание окиси углерод а в двуокись углерода. В то же время окись углерод а образуется и вследствие неполного сгорания углерода по реакции (б), в которой одновременно от распада водяного пара образуется водород. В зависимости от цели конверсии (т. е. переработки газов для изменения их состава) стремятся обогатить равновесную смесь водородом или окисью углерода. Очистку от СОз производят поглощением водой или щелочными растворами под давлением. Смесь СО -f На является сырьем для синтеза спиртов, бензина и т. д. Избыток водяного пара используется при подготовке смеси водорода с азотом воздуха для синтеза аммиака. Эффективность действия избытка массы водяного пара возрастает при понижении температуры, когда константа равновесия превышает единицу. Вычисление, аналогичное выполненному выше, показывает, что при Кр — 1,375 (Г 1000° К) десятикратный избыток водяного пара обеспечивает полноту реакции 97%. При высоких температурах эффективность действия избытка массы одного из исходных веществ становится меньше при Кр ж 0,5 Т ж 1350° К) полнота реакции для того же значения у = 10 составляет 84%. [c.327]

В системе, содержащей водяной пар, окись углерода и водород, протекает несколько вторичных реакций. Главная из них —конверсия окиси углерода водяным паром с образованием двуокиси углерода и дополнительного количества водорода [c.120]

В зависимости от температурных условий конверсии превалирует та или иная реакция. В результате протекания реакций (1)—(3) может образоваться равновесная смесь, содержащая метан, водяной пар, двуокись и окись углерода и водород. Состав такой смеси при разных температурах рассчитан А. А. Введенским (по данным работ Вагмана, Кильпатрика, Тайлора, Питцера и Россини). [c.53]

В практических условиях конверсии метана с водяным паром вследствие одновременного протекания приведенных выше реакций образуется газовая смесь, содержащая метан, водяной пар, окись и двуокись углерода и водород. Состав такой газовой смеси определяется состоянием равновесия конверсии СО по реакции (1.2). Изменение равновесного состава газовой смеси, получаемой в результате конверсии метана при атмосферном давлении, различных температурах и разных соотношениях водяного пара и метана, представлено в табл. 1-2. [c.24]

Если процесс ведется с целью получения водорода, то для удаления из полученной смеси окиси углерода водяной газ пропускают вместе с водяным паром над раскаленной окисью железа или другим веществом, служащим катализатором. Окись углерода взаимодействует с водяным паром, образуя водород и углекислый газ. Эта реакция так называемой конверсии окиси углерода выражается уравнением [c.47]

Для получения синтез-газа, где соотношение СО Нз = 1 2, необходимо увеличить в водяном газе содержание водорода. Для этого часть полученного водяного газа подвергают конверсии., при которой находящаяся в газе окись углерода реагирует с водяным паром по реакции СО - - Н О —> СО2 4- Нз и относительное содержание в газе водорода после отмывки углекислоты резко возрастает. [c.160]

Термодинамические расчеты показывают, что уже при 25°С равновесие реакции сдвигается вправо. При 250°С конверсия метанола должна проходить почти до конца. В области температур 25—300°С наряду с основной реакцией возможны другие процессы, приводящие к образованию побочных продуктов в газовой смеси окиси углерода, формальдегида и пр. Основной опасной примесью будет окись углерода, содержание которой растет с увеличением температуры и уменьшением парциального давления водяного пара. [c.106]

Во всех реакциях конверсии образуется водород и окись углерода, которая далее окисляется водяным паром по реакции [c.159]

К освобожденным от серы газам гидрирования добавляется перегретый пар. Полученная парогазовая смесь направляется в печь углеводородной конверсии, где параллельными потоками проходит сверху вниз через трубы из легированной стали. Здесь ira никелевом катализаторе при температуре 750° С в присутствии водяного пара происходит превращение углеводородов в во-ДОрод, окись углерода и углекислоту (реакция идет с образованием примерно 7з СО и 7з СОг). [c.168]

На практике процесс конверсии проводят в две ступени на первой при высокой температуре протекают реакции с образованием окиси углерода и водорода, а на второй получающаяся окись углерода при взаимодействии с водяным паром превращается в двуокись углерода и водород. Чтобы содержание окиси углерода в получающемся газе было минимальным, процесс необходимо проводить при сравнительно низких температурах и некотором избытке водяного пара в исходной газовой смеси. [c.210]

Для достижения максимальных выходов водорода при кон-версин метана водяным паром представляет интерес полная конверсия метана по реакции (12) с непосредственным получением в одну стадию водорода и двуокиси углерода. Однако такой одностадийный процесс термодинамически невыгоден, так как при пониженных температурах конверсии в продуктах реакции остается довольно значительное количество метана, а при повышенных температурах газ будет содержать большое количество окиси углерода. Следовательно, эндотермический процесс по реакции (7) термодинамически выгодно вести при высоких температурах, а реакцию (1) —при низких температурах. Поэтому на практике процесс получения водорода путем конверсии метана водяным паром проводят в две раздельные стадии. Сначала при относительно высоких температурах конвертируют метан до окиси углерода и водорода, затем полученную окись углерода при более низких температурах превращают в СОг и водород. [c.123]

Основным компонентом углеводородных газов является метан. Поэтому сущность копверсионного метода получения азотоводородной смеси состоит в разложении при высокой температуре метана и его гомологов на водород и окись углерода с помощью окислителей — водяного пара или кислорода. Окислители могут применяться в различных сочетаниях. Конверсия метана с водяным паром и кислородом протекает по реакциям СН4 + НаО СО -Ь ЗНа — 206,4 кДж (—49,3 ккал) [c.33]

Константы равновесия этих реакций и равновесный состав всех компонентов при стехиометрнческом соотношении исходных веществ были рассмотрены в гл. 1. При увеличении расхода водяного пара равновесие сдвигается в сторону более глубокого превращения метана [57]. Однако даже в случае большого избытка водяного пара не удается полностью проконвертировать окись углерода и, следовательно, нельзя отказаться от ступени конверсии СО. [c.114]

Очищенное сь1рье смешивают с перегретым водяным паром и направляют в печь конверсии, в вертикальной камере которой находятся трубы из легированной стали, содержащие никелевый катализатор. В присутствии катализатора углеводородное сырье превращается в водород, окись и двуокись углерода. Требуемая температура достигается за счет теплоты каталитической реакции. [c.19]

В некоторых работах было показано, что при гидрировании сероорганических соединений в присутствии водяных паров параллельно основной реакции протекает гидролиз серусодержащих веществ. При этом эффективность сероочистки повыщается и исключается отложение углерода на катализаторе [5]. Относительная роль гидрирования и гидролиза сероокиси углерода а окисножелезном катализаторе, содержащем окись хрома, при очистке азото-водородных смесей синтеза аммиака определяется в основном характером одновременно протекающей реакции водяного газа (конверсии СО). В тех случаях, когда равновесие реакции водяного газа не достигнуто, преобладает гидрирование, но при достижении равновесия обе реакции (гидрирования и гидролиза) протекают с приблизительно одинаковой скоростью. В другом случае, по литературным данным, при очистке водяного газа катализатор из смеси сульфида меди и окиси хрома на активированном угле способствует протеканию главным образом гидролиза сероокиси углерода [3]. Активность катализатора заметно повышается при добавке водяного пара и обеспечивает практически полное удаление (98%) органических сернистых соединений (сероокиси углерода и сероуглерода) при температуре 250° С. [c.151]

Конверсия углеводородных газов. Конверсия метана и его гомологов водяным паром описана в гл. VIII. Процссс ведется при 800—900° на никелевых п кобальтовых катализаторах, требующих хорошей очистки исходного газа от серы. В качестве бырья могут применяться природные и попутные нефтяные газы, метановая фракция газов гидрогенизации и др. Реактором слуя ит трубчатый змеевик, обогреваемый топочными газами для компенсации эндотермического эффекта реакции. На выходе из реактора газ содержит до 75% Hg, около 15% СО, 8% СОз и 1,5—2% СН . Д.ля получения технического водорода содержащаяся в нем окись углерода подвергается далее конверсии с водяным паром. [c.468]

Природный газ очищают от сернистых соединений (HjS и др., см. Гшов о шстка), смешивают с водяным паром, нагревают и направляют на никелевый катализатор, где при аОО пропсходит конвер , ия (см. Aleman). Темп-ра поддерживается посредством сжигания нек-рой части исходного газа. После конверсии метана и др. углеводородов) полученная газовая смесь В. и окиси углерода вновь смешивается с водяным паром и направляется на катализатор (Fe с добавкой Сг пли Mg), где прп 500—550° происходит конверсия СО. Далее газ проходит очистку от (Юг и остатков СО. Другой способ получения В. из природного га.эа — неполное окисление метана — основан на реакции GH4 + /2 О — СО 2Пг, идущей с выделением теплоты. Дальнейшие стадии конверсии СО н очистки аналогичны применяемым в первом способе. Целесообразно сочетать вместе оба способа получения В. из природного газа, т, к. при этом для протекания эндотермич. реакции конверсии метана и др. углеводородов используется теплота, выделяющаяся прн их неполном окислении. Для проведения такого процесса исходный природный газ смешивается с водяным паром и кислородом. Реакции конверсии и неполного ок.псления протекают одновременно на никелевом катализаторе при 800—900. Если же прп первоначальном смешении вместо кислорода исполь.зуют воздух, обогащенный кислородом, то получают В, в смеси с азотом, пригодный для синтеза аммиака. В,, получаемый из природного газа, является наиболее дешевым. [c.311]

Как показал рентгеноструктурный анализ, катализаторы, приготовленные на основе окиси железа, содержат а-модификацию РсаОз — кристаллическую окись железа ромбоэдрической структуры. Активной же частью катализатора в процессе конверсии окиси углерода является магнетит Рвз04, состоящий из кристаллов кубической системы. Для превращения а-Ре Оз в активный магнетит катализатор восстанавливают газовой смесью, содержащей водород и окись углерода. Согласно исследованиям А. М. Алексеева, И. П. Кириллова, восстановление железохромового катализатора сопровождается экзотермическими реакциями, а присутствие окиси углерода в газовой смеси может вызывать восстановление РегОд до металлического железа. При этом не только снижается активность катализатора, но и создаются условия для протекания весьма быстрой экзотермической реакции окисления железа водяным паром, которая может вызвать резкий подъем температуры и перегрев катализатора. В результате этого возможно необратимое снижение каталитической активности, а в отдельных случаях даже спекание катализатора и его механическое разрушение, приводящее к увеличению гидравлического сопротивления при прохождении реакционной смеси через катализатор. Для уменьшения количества тепла, выделяющегося при восстановлении катализатора конверсии окиси углерода, было предложено применять в качестве восстановителя газовую смесь с низким содержанием СО. [c.31]

Другое чисто термодинамическое объяснение повышения температуры продуктов реакции при образовании промежуточных продуктов заключается в следующем. Ни ацетилен, ни сажа не находятся в равновесии с остальными продуктами реакции. Поэтому, если выдержать образовавшиеся при реакции продукты в адиабатических условиях достаточно долгое время, то в результате реакции конверсии с углекислотой и водяным паром эти продукты целиком превратятся в окись углерода и водород. А так как реакции конверсии эндотермичны, то температура смеси по мере расходования сажи и ацетилена будет понижаться. Это поиижение температуры будет происходить до тех пор, пока не будут израсходованы все промежуточные неустойчивые продукты и не будет достигнуто состояние истинного равновесия. Этому равновесию соответствует определенная температура, не зависящая от того, каким путем система пришла к конечному состоянию прямо из исходных метана и кислорода или через образование промежуточных продуктов. [c.5]

Чтобы снизить содержание окислов углерода в техническом водороде до десятых долей процента, углеводородные газы после очистки от сероводорода и органических соединений серы конвертируют с водяным паром в трубчатых печах при 800° над никелевым или глиноземным катализатором. Образующуюся при этом окись углерода переводят в двуокись путем повторной конверсии с водяным паром над железным катализатором при 450—500°. Вслед за тем наступает фаза очистки. СОг и Н2О отделяют в скрубберах, орощаемых щелочью (или горячим раствором поташа) и моноэтаноламином. Эффективна также промывка газа от СО2 и Н2О жидким аммиаком, а от СО и О2—аммиачным раствором амида щелочного металла. В этом случае протекают реакции [c.104]

Вторую стадию, т. е. дегидрогенизацию смеси бутенов в бутадиен, необходимо проводить в вакууме. При атмосферном давлении бутеиы дегидрогенизируются приблизительно на 50% снижение парциального давления до 100 мм сопровождается повышением конверсии до 80 %. Поэтому смесь бутенов разбавляют водяным паром. Последний, однако, обладает тем недостатком, что довольно быстро дезактивирует катализатор. Но преимущества такого приема окупают этот недостаток процесс является безопасным, а регенерация катализатора протекает легче, поскольку углерод, образующийся в результате пиролитических реакций, реагирует с водяным паром, образуя водяной газ. Эта реакция является экзотермичной и компенсирует часть тепловой энергии, необходимой для дегидрогенизации бутенов, которая, наоборот, имеет отрицательный теп.ловой баланс. Глубокое влияние на процесс оказывает температура. Последняя не должна быть ниже 600° и не должна превышать 700°. До 600° процесс идет с более низким выходом при температуре свыше 700° имеют место потери за счет пиролитических реакций. Оптимальная температура составляет примерно 650°. В качестве катализатора лучше всего зарекомендовала себя активированная окись алюминия с осажденной на ней окисью хрома. Поскольку этот катализатор быстро дезактивируется водяным паром, в последнее время начинают применять смешанный окисный катализатор, о котором мы упоминали выше (см. стр. 65), устойчивый в описанных условиях. Оп сохраняет свою активность в течение 7 месяцев, обладает большой избирательной способностью и нечувствителен как к водяному пару, так и к катализаторным ядам. На этом катализаторе процесс идет с выходом бутадиена 70—85 %. [c.538]

Водород, окись углерода, синтезгаз, HGN, ацетилен и сажу получают, как правило, из сухих природных газов. Синтезгаз образуется при конверсии метана водяным паром либо при неполном горепии метана в кислороде. Состав получающейся при конверсии метана водяным паром смеси газов (СН4, НоО, СО, На, Oj) зависит от темп-ры и количества нара, вводимого в процесс. Реакция идет со значительным потреблением тепла, проводится обычно на никелевом катализат(и)е при 700—800 . Реактор представляет собой трубчатую печь. Реагирующие газы проходят по вертикальным трубкам из жаропрочной стали, заполненным катализатором. Снаружи трубки обогреваются горячими дымовыми газами. При неполном горении метана в кислороде (наз. также кислородной конверсией) процесс протекает при 1400— 1300 без катализаторов, в печах, выложенных огнеупорным материалом. Состав сырого газа, получаемого при конверсии метана водяным паром и при неполном горении метана в кислороде, приведен в таблице. [c.386]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология