10 变换催化剂《无机化工生产技术》教学课件.pptVIP

变换催化剂 学习内容： 1. 铁铬系中变催化剂； 2. 铜锌系低变催化剂； 3. 钴钼系耐硫催化剂。 铁的氧化物 （80-90%） 三氧化二铬 （7-11%） 氧化钾 （0.2-0.4%） 稳定剂，分散在Fe3O4晶粒之间，提高Fe3O4的比表面积 主活性组分，还原成Fe3O4后具有活性 助催化剂，提高催化剂的活性 铁铬系催化剂 MgO Al2O3 提高耐热和耐硫性能 1.铁铬系中温变换催化剂的组成 一、变换催化剂——铁铬系中变催化剂 催化剂原始状态为氧化态Fe2O3， 必须首先还原为活性态Fe3O4 催化剂还原 反应： 3Fe2O3+H2=2Fe3O4+H2O 3Fe2O3+CO=2Fe3O4+CO2 注意： 耗1%H2温升1.5℃， 耗1% CO温升7℃。 还原 2.铁铬系中温变换催化剂的还原与钝化 钝化 反应设备中具有活性的催化剂需要卸出时，通入含微量氧的惰性气体或其他气体(如水蒸气)，使其生成氧化膜，卸出时能安全和空气接触而不致剧烈燃烧。 常见的毒物是硫的化合物 Fe3O4 + 3H2S + H2＝ 3FeS + 4H2O 硫化物含量越多，催化剂活性降低越大。 3.铁铬系中温变换催化剂的中毒、衰老和保养 图1 硫化氢含量对变换催化剂活性的影响 （1）中毒 Fe3O4微晶因为工艺条件而频繁波动和重结晶而逐步长大。 （2）衰老 装填前，要过筛除去粉尘和碎粒 开停车时，要严格升降温度的操作 原料气必须除尘和脱硫 （3）保养 铁铬系中变催化剂的主要特性 1.选择性高； 2.抗毒性能力强； 3.活性温度高； 4.强度比较大； 5.使用寿命长。 主要组分：氧化铜 活性组分：铜(铜结晶－铜微晶)----使用前需还原。 催化作用：铜对一氧化碳有吸附作用，对一氧化碳活化能力比四氧化三铁强。 稳定剂：氧化锌、氧化铝或氧化铬催化剂还原后，氧化锌晶粒均匀的分布在铜晶格上。 稳定剂的作用：隔离、提高热稳定性。 1.铜锌系低变催化剂的组成 催化剂组成：CuO:15.37～31.2%，ZnO :32～62.2%, Al2O3 :0～40%，Cr2O3 :0～48% 。 结构：φ5×5的圆柱体；焙烧后堆积密度约为1.4～ 1.6kg/L，比表面积为60～85m2/g。 二、变换催化剂——铜锌系低变催化剂 还原剂：一氧化碳、氢气 载体：氮气、天然气、过热蒸汽 还原反应： CuO + H2 = Cu + H2O CuO + CO = Cu + CO2 2.铜锌系低变催化剂的还原 低变催化剂的毒物：硫化物、氯化物、冷凝水 硫化物：使催化剂永久性中毒。低变气硫化氢含量应﹤10-6。 氯化物：使催化剂永久性中毒。需改善工厂用水的水质。 水蒸气：损害催化剂的结构和强度，与铜微晶形成铜氨配合物。 低变操作温度应高于该条件下的露点温度。 3.铜锌系低变催化剂的中毒 铜锌系低变催化剂的主要特性 1.低温活性好； 2.抗毒性能力差； 3.使用寿命短。 组分：氧化钴、氧化钼 活性组分：硫化钴、硫化钼 载体：三氧化二铝 助剂：碱金属（降低催化剂活 性温度） 1.钴钼系耐硫变换催化剂的组成 湖北省化学研究所研制的 EB一4型低变催化剂 三、变换催化剂——钴钼系耐硫催化剂 2.钴钼系耐硫变换催化剂的硫化 耐硫变换催化剂的主要特性 1.低温活性好 2.活性温区宽 3.耐硫抗毒能力强 4.强度高 5.可再硫化 6.使用寿命长