《一氧化碳变换催化剂进展及工业应用》.pdf

2012年第 12卷第 2期 气体净化 一 氧化碳变换催化剂进展及工业应用 刘 辉 ，杨羽华，黄 颖 (航天长征化学工程股份有限公司兰州分公司 ，甘肃兰州 730000) 摘要 ：简要介绍 目前工业上应用较为广泛的 CO变换催化剂的特点及发展情况 ，重点介绍耐硫变换 催化剂及其在工业上的应用情况 ，指 出CO变换催化剂发展方向。 关键词 ：CO变换 催化剂 耐硫变换 水气比 一 氧化碳变换反应是广 ，于合成氨、合成 围内，反应速度较快 ，可以满足一般工艺的要求；② 甲醇、制氢和城市煤气等工业生产中 ¨一个重要反 热稳定性好，具有较好 的机械强度和较长的使用寿 应 。通过此反应，可 以调节 CO／H 以适应不 同的 命 ；③ 活性温度较高，不利于变换反应的化学平衡 ， 工业生产要求 。为实现该反应 ，必须要有 CO变换 蒸汽消耗较高 ；④ 具有一定的抗毒性能 ，对硫 的耐 催化剂参与。CO变换反应为放热反应，低温有利 受限度约为 200mg／m。(视不同催化剂而不同)，但 于平衡向生成氢气 的方 向进行 ，但温度过低反应速 对砷 、氯 、硼等毒物敏感 ；⑤适用于高水气 比，当水气 率太慢 ，不利于工业生产要求 。因此 ，工业生产过程 比过低 时会 导致催化剂过度还 原而 引发 F—T 中，CO变换反应一般分两步 ，从而保持较高的反应 反应 。 速度和较低的CO残留。第一步为高温变换 ，反应 在 2O世纪 90年代前 ，人们对铁铬系高温变换 深度较高；第二步为低温变换控制 出 口CO浓度 。 催化剂进行了大量 的研究工作 ，主要研究几乎包括 高温变换催化剂一直沿用铁铬系变换催化剂 ，低温 所有 的过渡金属、碱 (土)族金属氧化物及氢氧化物 变换则采用铜锌系低变催化剂。为了适应重油、渣 对铁 系高温变换催化剂性 能影 响。结果表 明：以 油和煤为原料的合成氨厂中高硫煤气的变换 ，20世 Fe。O。为主体 的高温变换催化剂加入 K、Cr、Cu、 纪60年代 中后期人们开发 了钴钼 系耐硫变换催 Zn、Co、Ni等的氧化物可以提高催化活性 ，添加 A1、 化剂。 Mg等的氧化物可以改变催化剂的耐硫、耐毒性能。 目前工业上应用广泛 的变换催化剂主要分 3 虽然 Cu、Co和 K等对铁铬系高温变换催化剂 的活 类，即铁铬系高温变换催化剂 (活性温 区 300～500 性和耐热性有一定 的促进作用，但并没有改变其基 ℃)、铜锌系低温变换催化剂 (活性温 区 200～250 本性能。 ℃)和钴钼系宽温耐硫变换催化剂 (活性温区 200～ 、 国内使用的高温变换催化剂品种繁多，早期 的 500℃ )。 有 B104和 B106，目前较 为广泛使用 的牌号 为 1 高温变换催化剂 B109、B110、B11l、B112、B113等 ，最近开发 的高温 1．1 铁铬 系高温变换催化剂 变换催化剂还有 B114、B110—2、WB一2、BM—l、 铁铬系高温变换催化剂是应用最为广泛的工业 BC一1和 BX等 。 变换催化剂之一 ，由Bosch和 Wild于 1912年成功 我国目前生产的Fe—Cr高温变换催化剂主要 开发 ，1915年在工业上应用 ，并于 2O世纪 3O年代 分为两大类 ：CrO。含量在 7％～14 的高铬催化 广泛应用 。 剂和 Crz0。的含量在 2．8 ～5％的低铬催 化剂 。 传统的铁铬系高温变换催化剂是以氧