Главная | Обратная связь

Конверсия оксида углерода водяным паром.

Конверсию оксида углерода проводят после конверсии метана. Основным ее назначением является превращение образовавшегося при конверсии метана оксида углерода в водород по реакции :

СО + Н₂О « СО₂ + Н₂ DН = - 41,06 кдж/моль

Наиболее целесообразно проводить реакцию при таких условиях, чтобы обеспечить возможно более полное превращение оксида углерода для получения большего количества водорода, являющегося целевым продуктом. В схеме производства аммиака остаточный оксид углерода гидрируется в метан, который является балластом в синтез-газе, накапливается в циркуляционном газе и удаляется при продувках вместе с водородом, азотом и аммиаком. Чем больше в газе остается СО, тем больше водорода расходуется на его гидрирование и тем больше потери азотоводородной смеси с продувками.

При производстве аммиака осуществляется глубокая конверсия до остаточной концентрации оксида углерода не более 0,5% об. При этом оказывается, что при снижении концентрации СО на 0,1% количество продувочных газов снижается примерно на 10%, а производительность по аммиаку увеличивается на 0,7 -1%.

Конверсия оксида углерода является обратимой и экзотермической реакцией. Согласно правилу Ле-Шателье, она протекает тем полнее, чем ниже температура, при этом изменение давления влияния не оказывает. Степень конверсии СО можно повысить также за счет увеличения содержания пара в реакционной смеси.

Взаимодействие оксида углерода с водяным паром происходит только в присутствии катализаторов и температура, при которой можно осуществить процесс, определяется их активностью. Нижний предел температуры определяется условиями конденсации водяного пара, так как существующие катализаторы предназначены для работы в газовой фазе. Поскольку реакция протекает с выделением тепла, температура в слое катализатора повышается, и для увеличения степени превращения необходимо начинать процесс при возможно более низкой температуре, что определяется активностью катализатора.

Увеличение количества водяного пара в парогазовой смеси, подвергающейся конверсии, экономически невыгодно. Процесс проводят с тем количеством пара, которое остается после конверсии метана, соотношение пар : газ составляет, как правило, 0,4 - 0,7.

Конверсию оксида углерода проводят в две ступени под давлением 20-30 кгс/см². В первой ступени на железохромовом (высокотемпературном) катализаторе конвертируется большая часть оксида углерода и температура повышается от 320-380°С на входе в аппарат до 400-450 ^оС на выходе из него. Тепло реакции используется в котле-утилизаторе для получения пара. Вторую (низкотемпературную) стадию осуществляют на медьсодержащем катализаторе при 200-250°С, и поскольку перерабатывается незначительное количество СО, температура в слое катализатора повышается на 15-20°С. Нижний температурный предел ограничен точкой росы и составляет 180-190°С, так как конденсация влаги на низкотемпературном катализаторе приводит как правило к его разрушению.

Ядами для железохромовых катализаторов конверсии оксида углерода явля­ются сероорганические соединения, сероводород, а также соединения фосфора, мышьяка, кремния, хлора. Отрицательно на работе катализатора сказывается присутствие пыли и сажи. Наиболее распространёнными каталитическими ядами являются сернистые соединения. Если их содержание в газе превышает 1 % об., то полная конверсия не достигается, и они действуют как необратимый яд.

Катализатор высокотемпературной конверсии содержит в себе серосоедине­ния, которые должны быть удалены до пуска в работу низкотемпературного кон­вертора.

Наиболее распространёнными ядами для катализатора НТК являются сера, хлор и оксид кремния. Источниками перечисленных ядов могут быть: конвертированный газ, пар, питательная вода котлов, новый катализатор ВТК, катализаторы предшествующих стадий, футеровочные и опорные материалы.

Для предотвращения отравления катализатора НТК хлором и оксидом крем­ния

предусмотрен защитный слой катализатора в количестве 5 % от общего объ­ёма загрузки.

2.

Пуск системы пара 100, возбуждение циркуляции в котлах-утилизаторах, вывод системы пара 100 на НТР. Контролируемые параметры.