【Preguntas y respuestas, pregunta 009】29.04.2016

Un colega de la área editorial dijo una vez que, en presencia de hidrógeno, el monóxido de carbono puede sufrir una reacción de metanación en las posiciones activas de la superficie del catalizador. La reacción de metanación compite con otras reacciones normales por el catalizador. Por lo tanto, si se permite que se acumule monóxido de carbono, es necesario aumentar la temperatura del catalizador. En situaciones extremas, la entrada de grandes cantidades de monóxido de carbono en el dispositivo puede provocar una reacción de alta liberación de calor, e incluso un aumento excesivo de la temperatura. Otro colega experimentado dijo que el monóxido de carbono y el dióxido de carbono tienen los siguientes efectos en el sistema: ① El dióxido de carbono se convierte en monóxido de carbono mediante la hidrogenación. Esta reacción es endotérmica; bajo condiciones de hidrogenación, favorece su desarrollo en la dirección correcta, lo que hace que la concentración de monóxido de carbono en el hidrógeno de ciclo sea mayor que la concentración de dióxido de carbono. ②Bajo la acción de catalizadores que contienen níquel o cobre, el monóxido de carbono y el dióxido de carbono reaccionan con hidrógeno a temperaturas de 200 °C a 350 °C para formar metano, al tiempo que se libera una gran cantidad de calor. El calor generado por la reacción de metanización hace que la temperatura del lecho catalítico dentro del reactor aumente excesivamente, lo que provoca una distribución desigual de la temperatura y empeora el funcionamiento del equipo. ③El monóxido de carbono, el dióxido de carbono y el hidrógeno compiten por la adsorción en los centros activos del catalizador, lo que afecta el uso de dichos centros para la hidrogenación. El monóxido de carbono puede formar compuestos carbónicos tóxicos y volátiles con los componentes metálicos del catalizador, lo que provoca su corrosión y disminuye su actividad. La verdad es que no soy un especialista en procesos; realmente no entiendo de ellos. Solo puedo buscar las respuestas de nuestros predecesores para poder responder. Espero poder resolver tu problema.

Para evitar que se produzca la reacción de metanización.

Debido a que el CO y el CO2 reaccionan con el hidrógeno a temperaturas de 200 °C a 350 °C para formar metano, al mismo tiempo se libera una gran cantidad de calor. El calor generado por la reacción de metanización hace que la temperatura del lecho catalítico dentro del reactor aumente excesivamente, lo que provoca una distribución desigual de la temperatura. Esto empeora el funcionamiento del equipo. Además, el monóxido de carbono, el dióxido de carbono y el hidrógeno compiten por adsorberse en los centros activos del catalizador, lo que afecta la eficiencia de estos centros en la realización de reacciones de hidrogenación. El monóxido de carbono puede formar compuestos carbónicos tóxicos y volátiles con los componentes metálicos del catalizador, lo que provoca su corrosión y disminuye su actividad

Reacción de metanación y formación de **níquel carbónico**

Control de la reacción de alquilación y envenenamiento del catalizador

El CO y el CO2, en presencia de hidrógeno y en las posiciones activas de la superficie del catalizador, pueden transformarse en metano y agua. A esto se le llama reacción de metanación. Esta reacción de metanación del CO y del CO2 compete con las reacciones de los hidrocarburos comunes como reactivos, lo que genera competencia por el catalizador. Por lo tanto, si se permite que se acumulen el CO y el CO2, será necesario aumentar la temperatura del catalizador. En situaciones extremas, si una gran cantidad de CO y CO2 entra en el dispositivo de hidrocracking en un breve período de tiempo, y dado que la reacción de metanación es una reacción altamente exotérmica, en teoría podría ocurrir un aumento excesivo de la temperatura. En la práctica, se exige que, si el contenido de CO + CO2 supera los valores máximos permitidos por el diseño, no se permite aumentar la temperatura del catalizador para compensar la disminución en la tasa de conversión que esto provoca. La temperatura del catalizador debe mantenerse o reducirse, hasta que se resuelva el problema del aumento en los niveles de CO + CO2. Solo de esta manera, la actividad del catalizador no se verá afectada por el aumento de la temperatura, y también se podrán evitar los accidentes causados por picos de temperatura que podrían ocurrir durante la reacción de metanización.

Efecto del monóxido de carbono y del dióxido de carbono en las reacciones de hidrogenación: 1. El dióxido de carbono se convierte en monóxido de carbono mediante la hidrogenación; esta es una reacción endotérmica. Bajo condiciones de hidrogenación, la reacción procede en la dirección deseada, lo que hace que la concentración de monóxido de carbono en el hidrógeno circulante sea mayor que la concentración de dióxido de carbono； 2. Bajo la acción de catalizadores que contienen níquel o cobre, el monóxido de carbono y el dióxido de carbono reaccionan con el hidrógeno a temperaturas de 200 a 350 °C para formar metano. Al mismo tiempo, se libera una gran cantidad de calor. El calor generado por esta reacción de metanización hace que la temperatura en la capa de catalizador del reactor aumente excesivamente, lo que provoca una distribución desigual de la temperatura y empeora el funcionamiento del equipo ； 3. El monóxido de carbono, el dióxido de carbono y el hidrógeno compiten por la adsorción en los centros activos del catalizador, lo que afecta el uso de dichos centros para la hidrogenación. El monóxido de carbono forma compuestos carbónicos tóxicos y volátiles con los componentes metálicos del catalizador, lo que provoca su corrosión y disminuye su actividad. A bajas temperaturas, el monóxido de carbono reacciona con el níquel presente en el catalizador para formar níquel carbónico. Al aumentar la temperatura, el níquel carbónico se evapora y sublima, lo que deja al descubierto el níquel metálico en la superficie del catalizador. El níquel metálico tiene una alta actividad de hidrólisis, lo que puede causar su inactivación debido a la formación de coque.

Garantizar la pureza del hidrógeno y asegurar una presión parcial de hidrógeno adecuada

El monóxido de carbono y el dióxido de carbono tienen los siguientes efectos en el sistema: ① El dióxido de carbono se convierte en monóxido de carbono mediante hidrogenación. Esta reacción es endotérmica; bajo condiciones de hidrogenación, favorece su desarrollo en la dirección correcta, lo que hace que la concentración de monóxido de carbono en el hidrógeno de ciclo sea mayor que la concentración de dióxido de carbono. ②Bajo la acción de catalizadores que contienen níquel o cobre, el monóxido de carbono y el dióxido de carbono reaccionan con hidrógeno a temperaturas de 200 °C a 350 °C para formar metano, al tiempo que se libera una gran cantidad de calor. El calor generado por la reacción de metanización hace que la temperatura del lecho catalítico dentro del reactor aumente excesivamente, lo que provoca una distribución desigual de la temperatura y empeora el funcionamiento del equipo. ③El monóxido de carbono, el dióxido de carbono y el hidrógeno compiten por la adsorción en los centros activos del catalizador, lo que afecta el uso de dichos centros para la hidrogenación. El monóxido de carbono puede formar compuestos carbónicos tóxicos y volátiles con los componentes metálicos del catalizador, lo que provoca su corrosión y disminuye su actividad.

Efecto del monóxido de carbono y del dióxido de carbono en las reacciones de hidrogenación: 1. El dióxido de carbono se convierte en monóxido de carbono mediante la hidrogenación; esta es una reacción endotérmica. Bajo condiciones de hidrogenación, la reacción procede en la dirección deseada, lo que hace que la concentración de monóxido de carbono en el hidrógeno circulante sea mayor que la concentración de dióxido de carbono； 2. Bajo la acción de catalizadores que contienen níquel o cobre, el monóxido de carbono y el dióxido de carbono reaccionan con el hidrógeno a temperaturas de 200 a 350 °C para formar metano. Al mismo tiempo, se libera una gran cantidad de calor. El calor generado por esta reacción de metanización hace que la temperatura en la capa de catalizador del reactor aumente excesivamente, lo que provoca una distribución desigual de la temperatura y empeora el funcionamiento del equipo ； 3. El monóxido de carbono, el dióxido de carbono y el hidrógeno compiten por la adsorción en los centros activos del catalizador, lo que afecta el uso de dichos centros para la hidrogenación. El monóxido de carbono forma compuestos carbónicos tóxicos y volátiles con los componentes metálicos del catalizador, lo que provoca su corrosión y disminuye su actividad. A bajas temperaturas, el monóxido de carbono reacciona con el níquel presente en el catalizador para formar níquel carbónico. Al aumentar la temperatura, el níquel carbónico se volatiliza y sublima, lo que deja al descubierto el níquel metálico en la superficie del catalizador. El níquel metálico tiene una alta actividad de hidrólisis, lo que puede causar su inactivación debido a la formación de coque.

Para reponer hidrógeno, es necesario controlar los niveles de monóxido de carbono y dióxido de carbono

¿Por qué es necesario controlar los niveles de monóxido de carbono y dióxido de carbono al añadir hidrógeno? Respuesta: La reacción de metanación es altamente exotérmica, lo que puede causar la formación de puntos calientes en el catalizador del reactor. En casos graves, esto puede provocar accidentes por sobrecalentamiento. Por lo tanto, es necesario controlar los niveles de monóxido de carbono y dióxido de carbono

El monóxido de carbono, el dióxido de carbono y el hidrógeno compiten por la adsorción en los centros activos del catalizador, lo que afecta el uso de dichos centros para la hidrogenación. El monóxido de carbono puede formar compuestos carbónicos tóxicos y volátiles con los componentes metálicos del catalizador, lo que provoca su corrosión y disminuye su actividad.

El CO y el CO2, en presencia de hidrógeno y en las posiciones activas de la superficie del catalizador, pueden transformarse en metano y agua. Esta reacción es altamente exotérmica; si las cantidades de CO y CO2 superan los límites establecidos, esto puede causar un aumento excesivo de la temperatura

Al añadir monóxido de carbono al hidrógeno, el dióxido de carbono que entra en el reactor sufre una reacción de metanización en la superficie del catalizador. Esto genera una gran cantidad de calor, lo cual afecta el contacto entre el petróleo y gas con los centros activos del catalizador, y por ende, afecta la profundidad de la reacción

Los catalizadores de hidrogenación utilizados para la producción de hidrógeno suelen ser de tipo cobalto o molibdeno. Es necesario controlar cuidadosamente los niveles de CO y CO2 en las materias primas; de lo contrario, se producirá una reacción de metanación, lo que causará un aumento rápido de la temperatura en el lecho del catalizador. Además, es muy difícil reducir esa temperatura

Este mensaje fue editado por última vez por wangld el 30-4-2016 a las 08:02, con el fin de evitar la reacción de metanización. Dicha reacción genera una gran cantidad de calor, lo que puede causar la formación de puntos calientes en el catalizador del reactor; en casos graves, esto puede derivar en accidentes.

Controlar la reacción de metanización para proteger el catalizador y el equipo.