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制氫中溫變換催化劑的性質(zhì)和使用

發(fā)布時間：

2023-10-20

由于用石腦油水蒸汽轉(zhuǎn)化所得的轉(zhuǎn)化氣中大約有 13%左右的CO，必須盡可能除去。

　　制氫中溫變換催化劑的性質(zhì)和使用

　　由于用石腦油水蒸汽轉(zhuǎn)化所得的轉(zhuǎn)化氣中大約有 13%左右的CO，必須盡可能除去。用 CO 和水燕汽的反應(yīng)能生成 H和CO，這樣不但能除去 CO 而且能生成等量的 H2，這個過程稱為 CO 的變換。在這一變換過程中所用到的催化劑稱為變換催化劑，按照催化劑使用溫度的高低以可以將變換催化劑分為中溫變換催化劑和低溫變換催化劑，簡稱為中變催化劑和低變催化劑。

　　1.1 主要化學(xué)組分及其作用

　　本世紀初的氨廠使開始用 CO 變換反應(yīng)制取 H，那時的催化劑主要組分便含有鐵和鉻的氧化物。直到現(xiàn)在所有國內(nèi)外工業(yè)中(高)溫變換催化劑中，鐵和鉻的氧化物仍是不可缺少的組分。

　　研究工作表明，F(xiàn)e;0,的表面是 CO 變換反應(yīng)的活性表面，Cr;O;與Fe;0.形成濟體，起著結(jié)構(gòu)性助催化劑的作用.Cr,O不改變Fe;O4表面的比活性，但可大幅度提高 Fe;O,的耐熱穩(wěn)定性

　　Cr3只能取代 Fe;O,中Fe3的一定數(shù)量，即Cr在 FeO,中只有一定的“溶解度”，超過這一數(shù)量，就有單獨的 Cr,0、相出現(xiàn)。因為CrO;對 CO 變換反應(yīng)幾乎沒有活性，如果它覆蓋在 Fe;O,表面上而不是形成固溶體，就反而會降低體化劑的活性。

　　常用的工業(yè)催化劑含 CrO;通常在 5-13%之間，不超過 14%。此外，催化劑制備中也充分注意制備方法，使催化劑中不小現(xiàn) Cr,O;的單獨物相，催化劑的還原過程，也應(yīng)注意這一問題。

　　絕大多數(shù)催化劑中含少量 K,O(低于 1%)，它能提高活性和熱穩(wěn)定性，但機理至今還不清楚。在工業(yè)條件下，實際上以 K,S 形態(tài)存在,因為所有氨廠進入中變反應(yīng)器的氣體中都有 HS，僅是數(shù)量的多少而已某些中變催化劑中含有部分堿性金屬化合物，主要是 Mg、Ca、SrBa 的氧化物或碳酸鹽。我國早期的 B104 和B106 型均含有MgCa化合物，其耐硫化物和熱穩(wěn)定性均略優(yōu)于單純的 Fe-Cr 系催化劑。但由于反應(yīng)活化能較高(可能形成部分 MgFe.Oa結(jié)構(gòu))，在 350C以下活性較低，通常只能在 360“C以上操作，而高溫下轉(zhuǎn)化率受熱力學(xué)平衡限制，需較高的水汽/千氣比(通常大于 1)，能耗較高，因而逐步被其它型號催化劑取代。目前我國某些加有 MoS,的催化劑，均有較好的耐硫性能。

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