高浓度CO变换制氢催化剂本征动力学

采用石英玻璃管式反应器,考察B112型高温变换催化剂在高浓度CO(体积分率高于75%)氛围下的本征动力学特性,拟合实验数据并建立动力学模型,对幂函数动力学模型进行检验。结果表明:与传统铁系高温变换催化剂相比,该高温变换催化剂上变换反应活化能较低,其低温活性较好;该催化剂上CO对反应速率的影响偏小,是由反应组分中较高浓度的CO所导致;H_2O对反应速率的影响相对较大;CO_2对变换反应速率的抑制作用很大,因此为提高变换反应速率,应当减小CO_2的不利影响;H_2组分对反应速率的影响很小,实际应用中可以忽略。

铜基低变催化剂H_2S中毒机理热力学分析

为掌握CO变换制氢过程中催化剂中毒机理,采用热力学非均相反应体系中G ibbs自由能最小原理,分析了铜基低温变换催化剂在463.15—523.15 K内H2S中毒过程中可能发生的化学反应及其产物,并结合文献实验结果综合讨论了铜基低温变换催化剂的H2S中毒机理。结果表明:催化剂的H2S中毒过程中,硫酸盐和积碳会造成催化剂的暂时性中毒,生成Cu2S和CuS化合物造成永久性中毒;O2的存在会加快催化剂的中毒反应;铜基低温变换催化剂不适合用于含高体积分数CO原料气的变换反应过程。

CO变换制氢催化剂PH_3中毒的热力学

从热力学角度分析了高温变换温度范围内B112型变换催化剂PH_3中毒过程中可能发生的化学反应及其产物,确定导致催化剂中毒的主导反应。结果表明,在623～803 K,催化剂活性中心Fe_3O_4和PH_3在不同气氛下会生成不同的磷铁化合物。在O_2,CO,CO_2和H_2O气体分别参与Fe_3O_4和PH_3反应时,都可能生成FeP,FeP_2和FePO_4。在CO存在下,还可能生成Fe_3P和Fe_2P;在CO和CO_2存在下,还可能生成C,形成积炭。磷酸盐和积炭会造成暂时性中毒,而FeP,FeP_2,Fe_2P和Fe_3P造成永久性中毒。

净化黄磷尾气CO变换制氢最佳工艺条件选择

为选择含高体积分数CO净化黄磷尾气变换制氢最佳工艺条件,对影响其变换率的反应温度、空速、汽气体积分数比、CO2体积分数几个主要因素进行了综合研究。采用均匀设计方法,以B112型高温变换催化剂为例,对含高体积分数CO净化黄磷尾气变换工艺条件进行了系统研究。研究结果表明:影响其变换效率的因素由大到小依次为反应温度、空速、汽气体积分数比、CO2体积分数;通过模型优化及实验验证,结合工业实际,得到优化的工艺条件为反应温度490℃,空速为1 000 h-1,汽气体积分数比为2.5,CO2体积分数为1%,可得CO变换率为88.9%;回归方程模型高度显著可信。

低汽气比节能变换催化剂研究进展

综述国内外低汽气比节能高温变换催化剂、低温变换催化剂及其贵金属型变换催化剂的发展现状。对比了各种节能催化剂在性能上的优劣,表明目前主要通过优化催化剂制备工艺及添加一些金属盐和稀土元素等物质来改进催化剂的性能。讨论了适于低汽气比条件下的节能变换催化剂的发展研究方向为:铁基高温变换催化剂需要消除副反应的发生,铜基高温变换催化剂要克服高温易烧结的问题,低温变换催化剂需提高其抗毒性,贵金属变换催化剂要降低贵金属的含量。

净化黄磷尾气中铁基高温水汽变换催化剂中毒机理

根据非均相反应体系的热力学有关理论,分析了高温水汽变换温度范围(623～803 K)内B112型铁基水汽变换催化剂在净化黄磷尾气气氛下受磷化氢、砷化氢、氟化氢和硫化氢作用而中毒可能发生的化学反应及产物,讨论了铁基高温变换催化剂的中毒机理。结果表明:磷酸盐、砷酸盐、硫酸盐、单质硫和积炭主要造成催化剂的暂时性中毒;磷铁化合物、砷铁化合物、氟铁化合物和硫铁化合物主要造成催化剂的永久性中毒。在一氧化碳变换气氛下,氮气不参与中毒反应,一氧化碳、二氧化碳、水蒸气和氧气都参与催化剂毒物与活性组分间的中毒反应,从而为催化剂中毒提供了条件,其中氧气会明显加快催化剂中毒。由热力学分析催化剂的中毒程度由强至弱为PH3,H2S,AsH3,HF。

B116型变换催化剂在净化黄磷尾气部分变换中试中的应用研究

采用B116型变换催化剂,对黄磷尾气部分变换制甲醇合成气进行中试实验,结果表明,三段催化剂装填方式优于两段装填,三段装填24h内催化剂床层温度稳定,20h时变换炉出口气体达到制甲醇合成气的要求;140h内催化剂床层上部温度不能维持催化剂活性温度,且变换率逐渐降低,100h时H2/CO体积比不能满足制甲醇合成气的要求。因此,将B116型催化剂用于黄磷尾气部分变换制甲醇合成气,存在不能长时间保持稳定的变换率,不能维持床层温度稳定的问题,因此为黄磷尾气综合利用实现工业化,需开发新型耐高浓度CO的变换催化剂。

CO铁基高温变换催化剂羰基硫中毒热力学

采用热力学计算方法分析了高温铁基变换催化剂在密闭电石炉气条件下与羰基硫（COS）可能发生的反应及其产物，比较不同反应的吉布斯自由能和化学平衡常数。结果表明，在催化活性温度300600℃，COS，Fe3Ot与O2反应生成Fe2（SO4）3和CO2的反应的吉布斯自由能小于0且绝对值最大，热力学平衡常数最大，是竞争能力最强的主导反应。所有可能发生的反应的主要产物为FeSO4，Fe7S8和FeS，会使催化剂永久地丧失部分或全部活性，造成永久性中毒。