【Вопросы и ответы, вопрос №009】29.04.2016

Один из старших коллег в нашем отделе говорил: при наличии водорода монооксид углерода может подвергаться процессу метанолиза на активных участках поверхности катализатора. Реакция метанолиза может привести к конкуренции с катализаторами за участие в других нормальных реакциях. Поэтому, если позволить накапливаться угарному газу, необходимо повысить температуру катализатора. В крайних случаях проникновение большого количества монооксида углерода в устройство может вызвать интенсивную экзотермическую реакцию, а также резкий скачок температуры. Ещё один старший коллега говорил, что угарный газ и углекислый газ оказывают на систему следующее воздействие: ① Углекислый газ превращается в угарный газ в процессе водородирования. Эта реакция является эндотермической; в условиях гидрирования она протекает в положительном направлении, в результате чего концентрация монооксида углерода в циклическом водороде выше, чем концентрация диоксида углерода. ②Под действием катализаторов, содержащих никель или кобальт, монооксид углерода и диоксид углерода реагируют с водородом при температуре от 200°C до 350°C с образованием метана и выделением большого количества тепла. Тепло, выделяющееся в процессе метанации, приводит к чрезмерному повышению температуры катализаторного слоя в реакторе, что вызывает неравномерное распределение температуры и ухудшает работу установки. ③Угарный газ, углекислый газ и водород конкурируют за адсорбцию на активных центрах катализатора, что влияет на использование активных центров для гидридации. Угарный газ может вступать в реакцию с металлическими компонентами катализатора, образуя токсичные и легко испаряющиеся карбонильные соединения, что приводит к коррозии катализатора и снижению его активности. Честно говоря, я не специалист по технологии, действительно не разбираюсь в ней, поэтому могу только искать ответы более опытных коллег, чтобы ответить. Надеюсь, это поможет решить вашу проблему.

Чтобы предотвратить метанацию.

Поскольку CO и CO2 взаимодействуют с водородом при температуре от 200°C до 350°C, образуя метан, при этом выделяется большое количество тепла. Тепло, выделяющееся в процессе метанолиза, приводит к чрезмерному повышению температуры катализаторного слоя в реакторе, что вызывает неравномерное распределение температуры и ухудшает работу установки. Кроме того, углекислый газ, монооксид углерода и водород конкурируют за места на активных центрах катализатора, что снижает эффективность использования этих активных центров для процесса гидрирования. Угарный газ может вступать в реакцию с металлическими компонентами катализатора, образуя токсичные и легко испаряющиеся карбонильные соединения. Это приводит к коррозии катализатора и снижению его активности

Реакция метанолиза и образование **никеля карбонила

Контроль алкилирующей реакции и токсичности катализатора

CO и CO2 в присутствии водорода на активных участках поверхности катализатора могут превращаться в метан и воду. Это называется метанацией. Метанизация CO и CO2 ведет к конкуренции с реакциями обычных углеводородных реагентов за катализатор. Поэтому, если не препятствовать накоплению CO и CO2, то потребуется повысить температуру катализатора. В крайних случаях, если за очень короткое время в устройство для гидроразложения попадает большое количество CO и CO2, то из-за того, что реакция метанации является сильно экзотермической, теоретически возможен рост температуры до критических значений. В практической эксплуатации предусматривается, что если содержание CO и CO2 превышает максимально допустимые значения по проекту, температуру катализатора нельзя повышать для компенсации снижения степени преобразования, вызванного этим. Температуру катализатора следует поддерживать или снижать до тех пор, пока не будет решена проблема повышения содержания CO + CO2. Только так активность катализатора не будет снижаться из-за повышения температуры, а также можно избежать аварий, связанных с резким повышением температуры, которые могут возникнуть в результате процесса метанации.

Влияние углекислого газа и монооксида углерода на процесс водородирования: 1. Водородирование углекислого газа с превращением его в монооксид углерода является эндотермической реакцией. В условиях водородирования процесс протекает в положительном направлении, в результате чего концентрация монооксида углерода в циклическом водороде выше, чем концентрация углекислого газа； 2. Под действием катализаторов, содержащих никель или кобальт, монооксид углерода и диоксид углерода реагируют с водородом при температуре 200–350°C с образованием метана; при этом выделяется большое количество тепла. Тепло, выделяющееся в процессе метанации, приводит к слишком высокому повышению температуры в слое катализатора в реакторе, что вызывает неравномерное распределение температуры и ухудшает работу установки ； 3. Монооксид углерода, диоксид углерода и водород конкурируют за адсорбцию на активных центрах катализатора, что влияет на использование активных центров для гидрирования. Угарный газ вступает в реакцию с металлическими компонентами катализатора, образуя токсичные и легко испаряющиеся карбонильные соединения, что приводит к коррозии катализатора и снижению его активности. При низких температурах углекислый оксид реагирует с никелем, находящимся на катализаторе, с образованием никеля в карбонильной форме. При повышении температуры никель в карбонильной форме испаряется, в результате чего на поверхности катализатора остается чистый металлический никель. Металлический никель обладает высокой активностью по отношению к водороду, что может привести к образованию осадка и деградации катализатора.

Обеспечение чистоты водорода, гарантия соответствующего давления водорода

Угарный газ и углекислый газ оказывают на систему следующее воздействие: ① Углекислый газ превращается в угарный газ в результате водородной реакции. Эта реакция является эндотермической; в условиях гидрирования она протекает в положительном направлении, в результате чего концентрация монооксида углерода в циклическом водороде выше, чем концентрация диоксида углерода. ②Под действием катализаторов, содержащих никель или кобальт, монооксид углерода и диоксид углерода реагируют с водородом при температуре от 200°C до 350°C с образованием метана и выделением большого количества тепла. Тепло, выделяющееся в процессе метанации, приводит к чрезмерному повышению температуры катализаторного слоя в реакторе, что вызывает неравномерное распределение температуры и ухудшает работу установки. ③Угарный газ, углекислый газ и водород конкурируют за адсорбцию на активных центрах катализатора, что влияет на использование активных центров для гидридации. Угарный газ может вступать в реакцию с металлическими компонентами катализатора, образуя токсичные и легко испаряющиеся карбонильные соединения, что приводит к коррозии катализатора и снижению его активности.