项目三 原料气的变换.pptx

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项目三主要要内容
1
变换反应的原理
2
变换反应催化剂
3
变换反应过程工艺流程
4
变换过程操作要点
5
故障判断及处理方法
一、CO变换的原理

合成氨原料气中均均含有11%~48%不等的CO,CO作为氨催化剂的毒毒物必须加以彻底底清除;
[提问]:大量CO能否采用酸性或碱碱性溶剂加以脱除除?为什么?
因为CO本身既不是酸性,,也非碱性,很难难直接加以脱除。。绝大部分CO是通过变换反应脱脱除的,CO变换转化为易于脱脱除的CO2合成氨原料气氢气气。
CO变换另有两个重要要作用:
一是调整氢氮比例,
二是将有机硫转化为无机硫。

变换反应的化学方方程式:
CO+H2O(g)CO2+H2+
[提问]:该反应有何特点??
可逆、放热、等体体积的气固相催化化反应。
[提问]:在其它条件一定定情况下,提高温温度时,变换反应应的化学平衡是如如何移动的?为什什么?
2
⑵汽气比/水蒸汽比例

⑴变换率
1
⑶最佳反应温度Tm
3
对干气体积来说,变换反应是是一个体积增加的的反应,变换率χ的计算公式如下::
式中χ——CO变换率,%;
VCO——原料气(干气)中中CO含量,%;
V′CO——变换气(干气)中中CO含量,%。
变换率
1
是指水蒸汽与CO的摩尔比或体积比比()),实际生生产中,≈≈3~5。改变汽气比是工工业变换反应中最重要的调节手段段。
水蒸汽用量是变换换过程最主要的消耗指标标。
因此,工业生产上上应在满足最终变换率、或变换气中残余CO含量要求的前提下,尽尽可能降低汽气比比。
[提问]:最终变换率是不是是越高越好?为什什么?
或:变换气中残余CO含量是不是越低越越好?为什么?
2
水蒸汽比
[提问]:可逆放热反应必定定存在一个最适宜温度Tm,为什么?
其Tm与对应的平衡温度度Te之间存在如下关系系:
随着变换反应的进进行,Tm不断降低,这和绝绝热催化反应的温温度升高矛盾。为为了解决这一矛盾盾,工业生产中通通常采用多段变换反应结合合多段冷却的方法法进行变换反应。
多段冷却的方式又又可分为中间换热热式、喷水冷激式式和蒸汽过热式等等三种形式。
最佳反应温度Tm
3
二、变换反应催化化剂

、Cr2O3****惯上叫铁镁催催化剂。在投入变变换炉后必须还原原为Fe3O4才具有催化活性。。
其变换反应温度在在400~500℃℃之间,因其有较好好的耐热性也称为为高温变换催化剂剂,或中温变换催催化剂。
该催化剂最大的特特点就是能将煤气气中的硫氧化碳、、二氧化硫等转化化为硫化氢:
COS+H2H2S+CO
COS+H2OH2S+CO2

以Fe2O3、Cr2O3为主体,少量MgO,与铁镁系催化剂剂相比,其CO变换转化率较高,,蒸汽消耗也较低低,其操作温度为为315~485℃℃,但对原料气中硫硫化物含量要求较较严格。
铁铬系催化剂国产产型号主要有:B106、B109、B110-2、B112、B113、B117等,也称中温变换换催化剂。