Конверсия СО. Конверсия. Окись углерода
 Скачать 244.24 Kb.
|
1 Окись углерода1.1 Технические свойстваОкись углерода СО представляет собой бесцветный трудно сжимаемый газ Температура конденсации минус 192°С при 1 ат; критическая температура минус 130°С; критическое давление 35 ат. С воздухом образует взрывоопасные смеси в пределах концентраций 12,5-74 % об. Кроме того, CO является весьма токсичным веществом, который принято называть угарным газом. При вдыхании его гемоглобин крови превращается в карбоксигемоглобин, что препятствует поглощению кислорода и ведет к кислородному голоданию организма. Предельно допустимая концентрация оксида углерода (II) в атмосфере производственных помещений составляет 20 мг/м3. Обычные противогазы не поглощают угарный газ, поэтому при работе в атмосфере с его значительным содержанием пользуются изолирующими противогазами или противогазами со специальными гопкалитовым патроном, содержащим оксиды марганца с другими добавками. Такие соединения при обычной температуре ускоряют окисление CO в CO2. Окись углерода плохо сорбируется не только твердыми адсорбентами, но и жидкими поглотителями. Она плохо растворима в воде и органических жидкостях, но образует комплексы с некоторыми солями [Леб71]. 1.2 Основы процесса конверсии монооксида углеродаПроцесс конверсии оксида углерода водяным паром протекает по уравнению : СО + Н2O = СО2 + Н2 при этом выделяет 41,03 кДж энергии. На блоке конверсии CO остаточное содержание серы должна быть не более 0,1 мг/нм3. Возможно проведение процесса при низких температурах только при наличии высокоактивных катализаторов. Следует отметить, что нижние предельные температуры процесса ограничены условиями конденсации водяного пара. В случае проведения процесса под давлением 2—3 МПа нижние предельные температуры составляют 180—200 oС. Снижение температуры ниже точки росы вызывает конденсацию влаги на катализаторе, что нежелательно. Реакция конверсии СО сопровождается значительным выделением теплоты, что обусловило проведение процесса в две стадии при разных температурных режимах на каждой. На первой стадии относительно высокой температурой обеспечивается высокая скорость конверсии большого количества оксида углерода. Как правило, температуры лежат в интервале 600-700 К. После первого этапа парогазовая смесь содержит 3,5-3,7 % по объему оксида углерода (II). Низкотемпературная конверсии оксида углерода осуществляется в реакторе с неподвижным адиабатическим слоем катализатора. Перед подачей в реактор низкотемпературной конверсии СО парогазовую смесь необходимо охладить. Охлаждение осуществляется путем пропускания нагретого потока через котел-утилизатор с получением технологического пара. На второй стадии при пониженной температуре (480-530 К) достигается высокая степень конверсии оставшегося СО. Теплота экзотермической реакции используется для получения пара. Остаточное содержание оксида углерода после низкотемпературной конверсии должно быть не более 0,15-0,5 об.%. Температурный режим на каждой стадии конверсии определяется свойствами применяемых катализаторов. На первой стадии используется среднетемпературный железохромовый катализатор, ядами для него являются сернистые соединения. Низкотемпературные катализаторы содержат соединения меди, цинка, алюминия, иногда хрома. На рисунке 2 представлен радиальный конвертор оксида углерода, работающий под давлением 2,0 МПа.  1 - основные слои катализаторов; 2- запасные слои катализаторов Рисунок 2 - Радиальный конвертор оксида углерода В радиальных реакторах катализатор располагают в корзинах, образованных коаксиально расположенными центральной трубой и наружной обечайкой, рабочие поверхности которых перфорированы и покрыты сеткой со стороны катализатора. Между корпусом реактора и наружной обечайкой катализаторной корзины образуется кольцевой канал, по которому отводят продукты реакции или вводят сырье. Таким образом, в радиальном реакторе имеет место сложное движение потока одновременно в осевом направлении (по кольцевому каналу и центральной трубе) и в радиальном (через слой катализатора)[Кут90]. |