Способ конверсии окиси углерода с водяным паромпаипилеиб..:

Способ конверсии окиси углерода с водяным паромпаипилеиб..:

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

291409

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Союэ Советских

Социалистических

Республик

Зависимый от патента №вЂ”

Заявлено 02 1Ч.1968 (№ 1231102/23-4) МПК В 01j 11/32

Приоритет 15.IV.1967, № В 92090, ФРГ

Комитет по делам иэобретеиий и открытий при Совете Министров

СССР

Опубликовано 06.1,1971, Бюллетень ¹ 3

Дата опубликования описания 15.III.1971

УД К 66.094.373(088.8) Авторы изобретения Иностранцы

Эрнст Лоренц, Фридрих Водтке, Франц Лудвиг Эбенхех, Эрих Гислер и Хельмут Кирнер (Федеративная Республика Германии) Иностранная фирма

«Бадише Анилин-унд Сода-Фабрик АГ» (Федеративная Республика Германии) Заявитель

ВСГС

СПОСОБ КОНВЕРСИИ ОКИСИ УГЛЕРОДА

С ВОДЯНЫМ ПАРОМ

Изобретение относится к способу конверсии окиси углерода с водяным паром для получения водорода.

Известно проведение реакции конверсии окиси углерода с водяным паром в присутствии катализаторов — окислов или сульфидов переходных элементов шестой группы периодической системы и кобальта и/или никеля на носителях, содержащих окись алюминия.

С целью повышения активности катализатора и упрощения технологической схемы процесса, предлагается в качестве носителя применять смесь окиси алюминия с окисью магния и/или окисью цинка. Процесс проводят при 180 †5 С и давлении 1 †1 атм. Желательно применять катализаторы, содержащие

10% окиси алюминия и 5% окиси магния и/или окиси цинка, Прочность катализатора на предлагаемом носителе хорошая и повышается в условиях конвертирования. В некоторых случаях опа может быть увеличена путем добавления гпдравлически связывающих веществ, например портландцемента или алюмината кальция.

Пример 1. В опытной аппаратуре, работающей непрерывно и в адиабатных условиях (реакцию конвертирования проводят в двух последовательно включенных реакторах, в каждом из которых находятся 2,5 л катализатора, причем между реакторами предусмотрено промежуточное охлаждение), конвертируют газ состава, об. %: СО 40; 1-4 58, СОа 0,.5;

Хе+Ах 1,4; H S 0,1 в условиях, указанных в табл. 1. В сравнительных опытах применяют четыре различных катализатора. Катализатор опыта А (обычный в торговле катализатор) содержит железо и окисел хрома в виде зерен размером 3 — 5 лтм, катализатор опыта Б со10 держит, вес. %: МоОэ 10, СаО 4; у-А1эОЗ 66 и

Секар-цемента 20 в виде прессованных прутков длиной 4 л м. Опыты В и I проводят с применением предлагаемых катализаторов. Результаты опытов, полученные во всех четырех

15 случаях после 400 «ас процесса, приведены в табл. 1.

Из таблицы видно, что для превращения

1500 л свежего газа на литр катализатора в час при применении катализатора опыта Б до20 статочны значительно более низкие температуры реакции, чем для такого же превращения окиси углерода с обычным катализатором из опыта А, содержащим железо и окисел хрома. При помощи предлагаемых катализаторов

25 (опыты В и Г) возможно даже при той же или даже более низкой температуре реакции удвоить количество превращаемого свежего газа по сравнению с опытами А и Б. При той же температуре на входе реактора, что и в опыте

30 Б, можно при помощи катализатора опыта /

291409! аблица I

Опыт

Показатели процесса

Реактор

1 (2 1 2

85

85

85

1500

1500

1500

1500 3000

3600 6700

3000

3003 3000

3500

3600

3500

6700 6700

6700

2,5

91,7

6,0

80,0

6,7

77,7

7,2

1,3

96,7

1,4

95,3

1,2

96,0

5,1

83,0 увеличить количество свежего газа даже до

3500 — 4000 л на литр катализатора в час.

Состав катализатора в опыте В, %: А120з

47; ZnO 38,7; МоОз 10; Со0 4; ЯОч О,1; I2O 0,2.

Л!зОз

0,2.

Таблица 2

Опыт

Показатели процесса

Реактор

Количество сухого газа (л), превращаемое на л катализатора в час

Количество жирного природного газа (л), превращаемое на л катализатора в час

Температуры, С

1500

1500

3000

3000

3500

3500

6500

6500

6,5

1,6

5,9

1,1

Пример 2. Каждый из опытов Б и Г, описанных в примере 1, прерывают по истечении

1200 час процесса для отбора пробы катализатора. В конце этого периода процесса получают следующие результаты, приведенные в табл. 2.

По методу, основывающемуся на теории мультимолекулярной адсорбции газов С. Браунера, П. Х. Эммета и Э. Теллера, определяют и сравнивают внутреннюю поверхность катализаторов, используемых в опытах Б ft Г, до и после их применения, т. е. по истечении

1200 час процесса.

Поверхность свежего катализатора, иа/г опыты

Б

12

Давление, ага

Количество сухого газа (л), превращаемое па л катализатора, час

Количество жирного природного газа (л), превращаемое на л катализатора, час

Температура, С при входе при выходе

Содержание СО в сухом газе

Превращение СО, мол. % при входе при выходе

Содержание CO в сухом газе

Поверхность катализатора, измерения по истечении 120 час процесса,м2/г опыты

Б

Насыпной вес 1050 г/л.

Состав катализатора в опыте Г, 62,4; М "0 23,4; MgO> 10; СоО 4; 1120

Насыпной вес 930 г/л.

Внутренняя поверхность катализатора пз опыта Б уменьшается на 87Рр внутренняя поверхность катализатора из опыта Г изменяется только примерно íà 21Р/р, вот почему в опыте Г приходится только приблизительно на 5 С повышать температуру реакции между 400-ь м и 1200-ым часами процесса, для того чтобы сохранить требуемую степень превращения, в то время как в опыте Б необходимо повысить температуру на 20 С.

Пример 3. В опытной аппаратуре, работающей непрерывно при атмосферном давлении, с четырьмя параллельно расположенными, нагреваемыми в общем алюминиевом faгревательном блоке реакционпымп трубами, в которые подают по 100 лл катализатора, «o;fвертируют модельную газовую смесь из 10 об.

% окиси углерода и 90 об, % азота с добавлением водяного пара при изменяющейся Tc Mпературе и с примешиванием небольших количеств сероводорода. При этом каждый час через каждую реакционную трубу пропускают

100 л газа указанного состава вместе с 25 я водяного пара. Первая труба содержит обычный в торговле железохромовый катализатор

291409

Предмет изобретения

Таблица 3

Содержание СО в сухом исходном газе, ой

В свежем газе

Температура, - С

Труба

1 2 | 3

400

8,2

4,2

1,5

0,9

0,1

0,1

0,1

0,1

9,7

8,4

6,0

2,6

8,3

6,9

4,7

2,4

5,4

2,5

1,0

0,8

400

0,25

0,25

0,25

0,25

7,3

1,3

0,5

0,6

9,6

8,1

5,0

2,1

5,0

1,4

0,6

0,7

7,5

5,3

3,5

2,0

Составитель В. Бурцева

1 едактор О. Н. Кузнецова Техред Л. В. Куклина

Корректор Т. А. Уманец

Изд. ¹ 115 Заказ 372713 Тираж 473 Подписное

1\НИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 415

Типография, пр. Сапунова, 2 в виде неодинаковых зерен диаметром 2 — 4.н,н, вторая труба — обычный в торговле катализатор, включающий кобальт, молибден и глинозем с 4,2 вес. /о СоО и 10 вес. "q МоОз, в виде таблеток размером 3 л4м, каждая из труб (третья и четвертая) наполнена одним из предлагаемых катализаторов также в виде таблеток размером 3 ил.

Перед началом конвертирования на месте в течение 3 час при 400 С катализаторы обрабатывают серой, пропуская на каждую реакционную трубу в час газовую смесь, состоящую из 16 л Н, 8 л НзЬ и 5 л водяного пара.

В последующем первом опытном периоде к сухому входящему газу добавляют 0,1 об. %

HqS, а во втором опытном периоде — 0,25 об. %

НзЯ. В каждом периоде последовательно устанавливают различные температуры. Измерен:е содержания остающейся окиси углерода в превращенном газе через 48 час после начала соответствующего опытного периода или через 48 час после каждого повышения температуры дает результаты, приведенные в табл. 3.

Из таблицы видно, что предлагаемые катализаторы во всех условиях опыта обеспечиг,ают гораздо большее превращение окиси углерода, чем известные. При самых высоких температурах с помощью предлагаемых катали. заторов достигают практически значений термодинамического равновесия.

1. Способ конверсии окиси углерода с водяным паром в присутствии катализаторов ——

20 окислов или сульфидов переходных элементов шестой группы периодической системы и кобальта и/или никеля, нанесенных на носители, содержащие окись алюминия, отличающийся тем, что, с целью повышения активности ката25 лизатора и упрощения технологической схемы, в качестве носителя применяют смесь окиси алюминия с окисью магния и/или окисью цинка и процесс ведут при 180 — 550 С» давлении

1 — 150 атм.

30 2. Способ по п. 1, отлича ощийся тем, что применяют катализаторы, содержащие 10% окиси алюминия и 5 /о окиси магния и/или окиси цинка.