催化剂活性好-宁夏工商职业技术学院.ppt

《甲醇生产技术》 宁夏工商职业技术学院 化工工程系 单元一 CO变换的基本原理 一氧化碳变换反应： CO+H2O＝CO2+H2 特点：可逆、放热、反应前后体积不变，反应速率比较慢，需在催化剂作用下反应。 问题一：反应热的绝对值随温度的增高而减少。 问题二：反应平衡常数 影响变换反应平衡的因素 温度升高，平衡转化率降低。 蒸汽量增大，平衡转化率增加，变换气中CO含量降低。 压力对变换无明显影响。 及时除去生成的CO2可提高CO变换率。 副反应在高压、低温下容易发生，对生产不利。 变换反应动力学 1、正反应速率与CO的浓度几乎成正比 2、正反应速率与H2O浓度的关系ｒ∝ｐｍH2O 3、大多数研究证实H2浓度不影响正反应速率 4、大部分研究者证实CO2抑制正反应速率 5、正反应速率的表观级数在大部分动力学方程中为0.5 ~ 1.0 变换反应机理 [K]O ——表示中间化合物。[K]——表示催化剂 水分子首先被催化剂活性表面吸附，并分解成氢与吸附态的氧原子。氢进入气相中，氧在催化剂表面形成氧原子吸附层。当CO 撞到氧原子吸附层时，被氧化成CO2 ，随后离开催化剂表面进入气相。然后催化剂表面继续吸附水分子，反应接着往下进行。按这个方式进行化学反应时，所需能量小，所以变换反应在催化剂存在时，速率即可大大加快。 单元二 CO变换催化剂 单元二 CO变换催化剂 中温变换催化剂 1、组成 主要有铁铬系（活性高、机械强度好、耐热性能好、能耐少量硫、寿命长、成本低）和钴钼系。组成：主催化剂三氧化二铁和助催化剂三氧化二铬，并添加氧化钾、氧化镁、三氧化二铝，以提高催化剂活性和耐热型。 2、催化剂的还原与氧化 还原：3Fe2O3+CO== 2Fe3O4+CO2 △H 3Fe2O3+H2== 2Fe3O4+H2O △H 氧化：4Fe3O4+O2==6Fe2O3 △H 在生产中应严防煤气中氧含量高造成催化剂超温。停车检查或更换催化剂时应钝化。 低温变换催化剂 1、组成和性能：主催化剂CuO，助催化剂ZnO、Al2O3、Cr2O3 2、催化剂的还原与氧化 还原：CuO+CO== CuO +CO2 △H CuO +H2==Cu+H2O △H 必须严格控制还原条件，将床层温度控制在230℃以下。 氧化：Cu+0.5O2== CuO △H 宽温耐硫变换催化剂 1、组成和性能：主催化剂CoO、MoO3，载体为Al2O3、Al2O3+Re2O3 特点：（1）很好的低温活性； （2）突出的耐硫和抗毒性； （3）强度高； （4）可再硫化。 2、硫化：催化剂硫化后才具有催化活性，一般用CS2做硫化剂。 CS2 +H2== H2S + CH4 △H MoO3+2 H2S + H2= MoS2+3H2O △H CoO + H2S == CoS+ H2O △H 必须严格控制温度在180~200℃。 3、反硫化 Co-Mo系列变换催化剂在硫化后具有活性，而活性组分MoS2和CoS 在一定条件下发生水解反应： MoS2+2H2O== MoS2+2 H2S 要求工艺气中H2S含量不低于50~80mg/m3。 单元三 CO变换的工艺条件的选择 全低变工艺岗位操作及要点 1、原始开车 ①对照图纸全面核对所有设备是否安装就绪 ②用空气吹净设备及管线内灰尘杂物 ③试压 ④催化剂及煤气过滤器的装填 ⑤用贫气置换系统 ⑥煤气风机及风机进口煤气管道置换 ⑦置换彻底，确保安全 ⑧催化剂升温还原 ⑨硫化完毕进行倒换统操作 2、正常开车 ①全面检查系统设备 ②送中压蒸汽暖管，排放冷凝积水 ③床层温度不低于露点温度 ④根据气量、压力调节蒸汽加入量，控制好汽气比 ⑤开车初期炉温较低，以蒸汽量调节 ⑥调节蒸汽量，使炉温在正常范围内 3、操作要点 ①根据气量大小及煤气成分分析情况 ②注意观察变换床层灵敏点和热点温度 ③根据催化剂使用情况，调整适当汽气比和床层温度 ④充分发挥催化剂的低温活性 ⑤生产中如遇突然减量要及时减少或切断蒸汽供给 ⑥临时停车，先关蒸汽阀 4