Активность катализаторов конверсии окиси углерода

Для синтеза аммиака и процессов гидрирования органических соединений необходим водород, значительную часть которого производят конверсией природного газа (в основном метана) с водяным паром [38, 39]. Первую стадию этого процесса осуществляют на никелевом катализаторе с получением синтез-газа, содержащего водород и окись углерода. Вторую стадию — конверсию окиси углерода с водяным паром — проводят на окислах железа и хрома. Ныне открыты катализаторы, содержащие окислы меди и медные шпинели, которые много активнее железохромовых и позволят полнее использовать СО в конверсии с водяным паром. [c.10]

Низкотемпературные катализаторы конверсии СО состоят из окиси меди и либо окиси цинка, либо окиси алюминия (предпочтительней включать в состав и ту и другую). Активная фаза образуется, когда во время восстановления водородом или окисью углерода окись меди восстанавливается до металлической меди. Можно легко показать по соответствующим равновесным константам, что окись цинка (табл. 20) и окись алюминия не будут восстанавливаться. Тепловой эффект восстановления меди соответствует 21 ккал/моль меди. Вследствие возможного выделения большого количества тепла и чувствительности медных катализаторов к перегревам, восстановление их необходимо тщательно контролировать. Обычно поддерживается температура, не превышающая 250° С. Этого можно достигать разбавлением восстанавливающего газа (водорода) инертным га- [c.134]

Смешанные окисные железо-хромовые катализаторы применяются в промышленности для осуществления конверсии окиси углерода водяным паром [527—545, 651—659, 661]. Активным компонентом этих катализаторов является окись железа [527, 529, 531]. Металлический кобальт также обладает высокой активностью по отношению к конверсии окиси углерода [2557]. [c.732]

Катализатором называется такое вещество, которое ускоряет химическую реакцию, но само при этом химически не изменяется. Катализатором, ускоряющим разложение хлората калия и перекиси водорода, является двуокись марганца. После окончания реакции легко обнаружить, что двуокись марганца не изменилась, поэтому в химическом уравнении мы ее не записываем. Каталитическая активность вещества специфична. Окись железа РегОз является катализатором при конверсии паров воды окисью углерода, но окись железа не ускоряет реак- [c.118]

Окись углерода сгорает на втором слое полностью. Это обусловливает разогрев контактной массы до 540—560°С и предопределяет относительно невысокую степень конверсии SO2 на втором слое (Ах = 32%) вследствие приближения процесса к условиям равновесия. В связи с этим решить однозначно, что тормозит реакцию окисления сернистого ангидрида (СО или OS) на основании данных, полученных на промышленном аппарате, не представляется возможным, так как истинную активность катализатора на втором слое, где еще достаточно много СО и мало OS, определить нельзя. [c.212]

Гидрогенизация этилена на никеле, окиси хрома и сернистом молибдене отравление никелевого катализатора при 250° снижает конверсию до 52%. Однако отравление окисью углерода является временным. Окись хрома, приготовленная осаждением нитрата хрома аммиаком, активируется хлористым водородом. Конверсия увеличивается от 22,6 до 35,0%. Сернистый молибден, приготовленный восстановлением трисУльфида молибдена водородом при 50 ат и 375°, при работе в продолжение 4 часов в автоклаве при 425°, показывает уменьшение активности гидрогенизации приблизительно на 10- 20%, сопровождающееся увеличением полимеризации (углерода на контакте около 3%) при температуре 425° значительное отравление аммиаком и пиридином выход 11%. [c.411]

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]

Конверсию СО проводят при избытке пара и в присутствии катализаторов. Катализаторы, применяемые в промышленности для конверсии окиси углерода, в зависимости от рабочей температуры условно разделяют на среднетемпературные (в пределах 350—550 С) и низкотемпературные (175—300°С). Основным компонентом среднете.мпературного железохромового катализатора 482 является окись железа, а низкотемпературных катализаторов— медь и ее соединения, окислы цинка, хрома, алюминия, магния и др. Активность катализатора воостапавливают газовой смесью, содержащей водород и окись углерода. Низкотемпературный катализатор на основе меди более чувствителен к отравлению сернистыми соединениями. Поэтому при работе с низкотемпературным катализатором газ, пар и конденсат должны быть более чистыми. [c.35]

На основе окиси цинка, кроме 481-2п, вырабатывают поглотительные массы ГИАП-10 и ГИАП-10-2. Для очистки от сероводорода может использоваться также отработанный катализатор низкотемпературной конверсии окиси углерода НТК-4, содержащий окись цинка [И]. Стандартная окись цинка обладает малой удельной поверхностью (4,2—6,6 м /г) и очень низкой сероемкостью (1,7 — 4,2%). Использование ее в качестве поглотителя нецелесообразно. Активная форма окиси цинка получается в результате разложения карбоната или гидроокиси цинка при 350—400 °С. При разложении карбоната цинка получают окись цинка с удельной поверхностью 32,8 м /г и сероемкостью 32%, а при разложении гидроокиси цинка— с удельной поверхностью 26,9 м /г и сероемкостью21,9%. Ноглоти- [c.62]

После первой стадии газы охлаждают до 175-350 , поскольку бопее низкие температуры благоприятствуют более высоким степеням превращения СО. Реакцию проводят в присутствии более активных окисных медноцинковых катализаторов, в которых отношение 2п Си обычно изменяется от 0,5 1 до 3 1. В этом случае величина давления также подбирается с учетом остальных параметров и может достигать 30-40 атм. Среднечасовая скорость подачи газа 300-4000 степень превращения составляет 95-99%, Как и на первой стадии, процесс проводится в адиабатическом реакторе. Концентрация СО в продукте составляет 0,05-0,5%. После низкотемпературной конверсии СО 2 извлекают из газа. Если непрореагиров вшая окись углерода может оказывать отрав- [c.164]

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]

Параллель между магнитной чувствительностью и каталитической активностью элементов, служащих катализаторами, была доказана экспериментально в нескольких примерах. Фаркаш и Захссе [97] показали, что парамагнитные газы (кислород, двуокись азота и окись азота) индуцируют каталитическую конверсию pH2->i H2 таким же образом, как и ионы группы железа или ионы редких земель. Однако нельзя провести параллели между ролью парамагнитных катализаторов в этой реакции и ролью, которую они играют в любой другой известной реакции, так как пара- орто- превращение происходит без разрушения или образования химических связей, скорее оно заключается в изменении магнитных свойств существующей связи, поскольку магниты, как и следует ожидать, являются хорошими катализаторами для осуществления магнитных возмущений (Кассель). Розенбаум и Хогнесс [2П] нашли, что атомы иода катализируют пара-орто-превращение водорода вследствие своего парамагнетизма. Была сделана попытка сравнить изменения магнитных свойств определенных каталитических смесей при термической обработке, и их поведение при каталитическом разложении окиси азота или окислении окиси углерода [146]. Увеличение активности катализатора совпадало с образованием на поверхности парамагнитной аморфной пленки, специфичной для природы смешанных катализаторов в определенных интервалах температуры. [c.82]

Основные научные исследования относятся к учению о катализе, электрохимии и термодинамике Выдвинул (1939) теорию активных ансамблей, согласно которой ответственной за акт катализа является докристаллическая фаза катализатора — атомные группы, удерживающиеся на поверхности твердого тела Установил случаи катализа посредством парообразных металлов, высокодисперсных коллоидных металлов и моноатомарных слоев металла на кварце. Выдвинул (1946) теорию аггравации, или теорию рекуперации энергии, объясняющую активное участие каталитического носителя в качестве энергетической ловушки, которая осуществляет нетепловую (экси-тонную) подпитку элементарных актов катализа. Предложил катализаторы различных реакций и способы их промотирования. Разработал электротермические и каталитические методы конверсии метана в присутствии воды, позволяющие получать водород и окись углерода ацетилен, ацетальдегид и этиловый спирт. Предложил спо- [c.245]

Образующиеся в процессе конверсии углеводородов газы содержат Нг, СОг, СО, НгО и непрореагировавший метан. Для проведения синтеза аммиака полученный газ очищают от окиси и двуокиси углерода. Окись углерода конвертируют в двуокись в присутствии железо-хромового катализатора при температуре 370—480° С. Содержание окиси углерода в газе снижается с 16% на входе до 1% на выходе из конвертора. В процессе конверсии окиси углерода стали применять цинковый катализатор,, активный при температуре 200-—320Х. Фирма Girdler atalysts разработала катализатор типа G-66 , промышленные испытания которого показали, что содержание окиси углерода при его использовании может быть снижено с 20 до 0,2% при температуре 180°С. Срок службы нового катализатора — более пяти лет. Конверсий окиси углерода осуществляется в одну стадию вместо обычных двух, что снижает капиталовложения на 10—25% [50, 51]. [c.350]

В составе многих применяемых в этом процессе никель-алюми-ниевых катализаторов содержатся добавки окислов щелочных металлов, окись хрома и многие другие трудновосстанавливаемые и тугоплавкие окислы металлов. Роль этих добавок заключается в предотвращении или замедлении отложения углерода на катализаторе в процессе конверсии бензина. С целью предотвращения зауг-лероживания катализатора предлагается также подавать смесь углеводородного сырья с водяным паром на катализатор при температуре равной или более 350° С. Для этого же реко.мендуется рециркулировать часть образующего газа с таким расчетом, чтобы объемное соотношение возвращаемого газа и исходных реагентов было равно 2—10. Использование последнего приема позволило увеличить пробег катализатора без понижения активности почти в три раза (с 200 до 550 ч). [c.44]

Пром. синтез КНз з N3 и Н3 был осуществлен в результате работ Ф. Габера и К. Боша в нач. 20 в. на железных катализаторах при давлениях ок. 300 атм и т-ре 450-500 °С. В настоящее время используют более активные Ре-катализаторы, промотированные У2О5, СаО, А13О3 и др. оксидами, что позволяет вести процесс при более низких давлениях и т-рах. Водород для синтеза N143 получают путем двух последоват. каталитич. процессов конверсии СН4 или др. углеводородов (СН4-(-НзО- СО-(-ЗН3) на Н1-катализаторах и конверсии образующегося оксида углерода (СО-ь НзО-> СОз + Н2). Для достижения высоких степеней превращения последнюю р-цию осуществляют в две стадии высокотемпературной (315-480 °С)-на Ре-Сг-оксидных катализаторах и низкотемпературной (200-350°С)-на Си-2п-оксидных катализаторах. Наиб, крупный потребитель ЫНз-произ-во НЫОз окислением ЫНз до N0 на Р1 и Р1-КЬ сетках при 900-950 °С. [c.336]

При нанесении 10% на А12О3 получают достаточно активный и селективный катализатор дегидрирования низших парафиновых углеводородов конверсия бутана составляет в этом случае 35—40%, селективность по бутилену — 83—85% (575—600° С, 1 бар, 1300—1800 ч ). Катализатор легко регенерируется продуванием воздухом [1]. Дегидрирование бутилена в бутадиен на катализаторе окислы ванадия (26,4%) — окись алюминия приводит к невысоким выходам дивинила (20% на пропущенный бутилен) в отходящих газах содержится значительно больше окиси углерода, чем водорода, что свидетельствует о способности таких катализаторов ускорять крекинг углеводорода [73]. При нанесении окислов ванадия на кизельгур дегидрирование н-бутилена почти не происходит [73].В патентрюй литературе есть указания на дегидрирование бутана и бутилена над УзОб [124] (в присутствии водяного пара, при 450° С и времени контакта 4 сек УзОб должна восстанавливаться в низшие окислы ванадия) выход на пропущенный бутан бутиленов — 9,8%, бутадиена — 1,9%. [c.165]

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]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология