Способ конверсии окиси углерода с водяным паромпаипилеиб.:

291409 ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК ПАТЕНТУ Соаэ Советских Социалистических РеспубликЗависимый от патента-Заявлено 02, Ч.1968 ( 1231102/23-4) МП 11 11/32 оритет 15,1 Ъ.1967,В 92090,митет по делам иэобретеиий при СоветеССС ткрытии Опубликовано 06.1,1971, Бюллетень66,094,373(088 ст публикования описания 15.111.191 Авторы зобретсния ИностранцыВодтке, франц Лудвиг Эбенхехи Хельмут Кирнертивная Республика Германии)Иностранная фирмаАнилин-унд Сода-фабрик АГтивная Республика Германии) нст Лоренц, фридрихГисле аявител Бадиш (Федер ВСГС НВЕРСИИ ОКИСИ УГЛЕРОДВОДЯНЫМ ПАРОМ особу конверсии ром для получеИзобретение относится к спокиси углерода с водяным пания 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 в 5 С и давлении 1 в 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. П р и м е р 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; Н 2 58, СО 2 0,.5; Хе+А, 1,4; НЬ 0,1 в условиях, указанных в 5 табл. 1. В сравнительных опытах применяютчетыре различных катализатора. Катализатор опыта А (обычный в торговле катализатор) содержит железо и окисел хрома в виде зерен размером 3 - 5 мм, катализатор опыта Л со держит, вес. %: МоО, 10, СаО 4; у-А 120 з 66 иСекар-цемента 20 в виде прессованных прутков длиной 4 лм, Опыты В и Г проводят с применением предлагаемых катализаторов. Результаты опытов, полученные во всех четырех 15 случаях после 400 час процесса, приведены втабл. 1.Из таблицы видно, что для превращения1500 л свежего газа на литр катализатора в час при применении катализатора опыта Л до 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 илидаже более низкой температуре реакции удвоить количество превращаемого свежего газа по сравнению с опытами А и Л. При той же температуре на входе реактора, что и в опыте 30 Л, можно при помощи катализатора опыта Г291409 аблицаОпыт БПоказатели процесса Реактор 1212 85 85 85 85 85 85 1500 1500 1500 1500 3000 3000 3000 3000 3500 3600 6700 6700 3600 3500 6700 6700 355 3602,5 91,7 345 4706,0 80,0 320 4406,7 77,7 320 4357,2 76 320 3251,4 95,3 295 ЗОЭ1,2 96,0 320 3251,3 96,7 295 4205,1 83,0 увеличить количество свежего газа даже до 3500 в 40 л на литр катализатора в час.Состав катализатора в опыте В, %: А 1 зОз 47; ХпО 38,7; МоОз 10; СоО 4; с)00,1; Н 20 0,2,Л 1,0 з0,2. Таблица 2 Опыт Показатели процесса Реактор 2 Количество сухого газа (л), превращаемое на лкатализатора в часКоличество жирного природного газа (л), превращаемое на л катализатора в час Температуры, С 1500 1500 3000 3000 3500 3500 6500 6500 340 3451,6 340 4606,5 300 4255,9 300 3051,1 при входепри выходеСодержание СО в сухом газе П р и м е р 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 и Г, до и после их применения, т. е. по истечении 1200 час процесса.Поверхность свежего катализатора, и 2/гопытыБ 90 Г 95 12 75 Давление, агаКоличество сухого газа (л), превра.щаемое иа л катализатора, часКоличество жирного природного га.за (л), превращаемое на л ката.лизатора, часТемпература, С при входепри выходеСодержание СО в сухом газеПревращение СО, мол. % Поверхность катализатора, измерения по истечении 120 час процесса,мз/гопытыБГ Насыпной вес 1050 г/л.Состав катализатора в опыте Г, % 62,4; М 0 23,4; МдОз 10; СоО 4; 1120Насыпной вес 930 г/л. Внутренняя поверхность катализатора пзопыта Б уменьшается на 87%, внутренняя поверхность катализатора из опыта Г изменяется только примерно на 21%, вот почему в опыте Г приходится только приблизительно на 5 С 10 повышать температуру реакции между 400-ыми 1200-ым часами процесса, для того чтобы сохранить требуемую степень превращения, в то время как в опыте Б необходимо повысить температуру на 20 С.П р и м е р 3. В опытной аппаратуре, работающей непрерывно при атмосферном давлении, с четырьмя параллельно расположенными, нагреваемыми в общем алюминиевом нагревательном блоке реакционпымп трубами, в которые подают по 100 лл катализатора, конвертируют модельную газовую смесь из 10 об.% окиси углерода и 90 об, % азота с добавлением водяного пара при изменяющейся температуре и с примешиванием небольших коли честв сероводорода. При этом каждый час через каждую реакционную трубу пропускают 100 л газа указанного состава вместе с 25 л водяного пара. Первая труба содержит обычный в торговле железохромовый катализатор291409 Предмет изобретения Таблица 3 Содержание СО в сухом исходном газе, ойВ свежем газе Температура,вС Труба 123 250 300 350 400 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 0,8 250 300 350 400 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. Бурцева1 едактор О. Н. Кузнецова Техред Л. В. Куклина Корректор Т. А. Уманец Изд. М 115 Заказ 372713 Тираж 473 Подписное ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Москва, Ж, Раушская наб., д. 415Типография, пр, Сапунова, 2 в виде неодинаковых зерен диаметром 2 - 4 мм, вторая труба - обычный в торговле катализатор, включающий кобальт, молибден и глинозем с 4,2 вес. /о СоО и 10 вес. ооо МоОз, в виде таблеток размером 3 мм, каждая из труб (третья и четвертая) наполнена одним из предлагаемых катализаторов также в виде таблеток размером 3 лхм.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 Нь 8 л Нз 5 и 5 л водяного пара. В последующем первом опытном периоде к сухому входящему газу добавляют 0,1 об. "/о Н 5, а во втором опытном периоде - 0,25 об. /о Нз 5. В каждом периоде последовательно устанавливают различные температуры. Измере 111 е содержания остающейся окиси углерода в превращенном газе через 48 час после начала соответствующего опытного периода или 5 через 48 час после каждого повьщения температу ры дает результаты, приведенные в табл. 3.Из таблицы видно, что предлагаемые катализаторы во всех условиях опыта обеспечиг,а ют гораздо большее превращение окиси углерода, чем известные. При самых высоких температурах с помощью предлагаемых катали заторов достигают практически значений термодинамического равновесия.15 1. Способ конверсии окиси углерода с водяным паром в присутствии катализаторов -- 20 окислов или сульфидов переходных элементовшестой группы периодической системы и кобальта и/илп никеля, нанесенных на носители, содержащие окись алюминия, отличающийся тем, что, с целью повышения активности ката лизатора и упрощения технологической схемы,в качестре носителя применяют смесь окиси алюминия с окисью магния и/или окисью цинка и процесс ведут прп 180 в 5 С и давлении 1 в 1 атм.30 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, чтоприменяют катализаторы, содержащие 10% окиси алюминия и 5% окиси магния и/или окиси цинка.