铜系中温变换催化剂工艺条件研究.pdfVIP

学兔兔 第1期 苑慧敏等：铜系中温变换催化荆工艺条件研究 55 铜系中温变换催化剂工艺条件研究 苑慧敏，张志翔，王凤荣，张忠涛 (中国石油石油化工研究院 大庆化工研究中心，黑龙江 大庆 163714) 摘要：为了确定一种新型的铜基中温变换催化剂的适宜工艺条件，考察了空速、汽气比、压力和CO浓度对催化剂性能的 影响。结果表明：催化荆活性随空速和CO浓度增加而降低，随汽气比的增大丽增大，适宜入口温度为220~C~240~C，压力为≥ 2．0MPa。 关键词：水煤气变换反应：铜基催化剂；中温；q-艺条件 中图分类号：TQ426；TQl13．264．2 文献标识码：B 文章编号：1001-9219(2014)01—55—02 水煤气变换(WGS)反应在合成氨、合成甲醇、 冷却后进入气液分离装置将水分离出来，产物气部 制氢和城市煤气等化工业中有着广泛的应用，其目 分分析。其余放空。 前通常采用的催化剂有铁铬系高温催化剂、铜锌铝 催化剂装填量5oomL。原料干气流量由质量流 系低温催化剂和钴钼铝宽温催化剂 。铁铬系高温 量计控制，去离子水流量由高压微量液体计量泵控 哆‘，埒草 }。 变换催化剂的活性温区在300％～500~C，活性组分 制，测试入口温度215oC～240~C，温度间隔5~C，每个 ∞ ∞ 鼢 ∞ 为Fe o4；铜系低温变换催化剂的研究开发相对较 温度点保持4h，气相色谱(岛津14B)测定反应前后 晚。1963年美国首次将其应用于合成氨工业，我国 CO含量。 则于1965年实现低温变换工业化，这类催化剂从 2 实验结果与讨论 最初的CuO／ZnO／Cr203逐渐发展为CuO／ZnO／Al203 体系：钴钼系耐硫宽温变换催化剂是在2O世纪60 2．1 空速对催化活性的影响 年代中后期研制的，主要是为满足以重油、渣油、煤 或高含硫汽油为原料制取合成氨原料气等的需要。 本文研究的铜系催化剂使用温度介于铁铬系高温 变换催化剂与铜锌铝系低温变换催化剂之间，不同 于上述三类催化剂，可称为铜系中温变换催化剂， 该催化剂2012年在吉林松原兴业糠醇有限公司完 成500h工业侧线实验，具有较好的耐热性及稳定 ZIO ZI， 220 Z25 251J Zj) 240 245 性．本文研究了工艺条件对该催化剂的影响。 温度，℃ 图1 空速对催化剂WGS活性的影响 1 实验部分 体积空速对反应的影响如图l所示。从图l中 1．1 实验原料 可以看出，随空速的增加，催化剂的低温活性下降 N2、CO、CO2：钢瓶气体( =99．99％)；H2：管道氢 明显，当空速大于3000h。时．空速的改变对催化剂 ( (H2)≥96．7％) 的低温活性影响不大；入口温度大于220~C时，各空 1．2 实验方法 速条件下催化剂活性随温度升高而增大。230~C时 实验流程：去离子水经汽化