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制氢中温变换催化剂的性质和使用

发布时间：

2023-10-20

由于用石脑油水蒸汽转化所得的转化气中大约有 13%左右的CO，必须尽可能除去。

　　制氢中温变换催化剂的性质和使用

　　由于用石脑油水蒸汽转化所得的转化气中大约有 13%左右的CO，必须尽可能除去。用 CO 和水燕汽的反应能生成 H和CO，这样不但能除去 CO 而且能生成等量的 H2，这个过程称为 CO 的变换。在这一变换过程中所用到的催化剂称为变换催化剂，按照催化剂使用温度的高低以可以将变换催化剂分为中温变换催化剂和低温变换催化剂，简称为中变催化剂和低变催化剂。

　　1.1 主要化学组分及其作用

　　本世纪初的氨厂使开始用 CO 变换反应制取 H，那时的催化剂主要组分便含有铁和铬的氧化物。直到现在所有国内外工业中(高)温变换催化剂中，铁和铬的氧化物仍是不可缺少的组分。

　　研究工作表明，Fe;0,的表面是 CO 变换反应的活性表面，Cr;O;与Fe;0.形成济体，起着结构性助催化剂的作用.Cr,O不改变Fe;O4表面的比活性，但可大幅度提高 Fe;O,的耐热稳定性

　　Cr3只能取代 Fe;O,中Fe3的一定数量，即Cr在 FeO,中只有一定的“溶解度”，超过这一数量，就有单独的 Cr,0、相出现。因为CrO;对 CO 变换反应几乎没有活性，如果它覆盖在 Fe;O,表面上而不是形成固溶体，就反而会降低体化剂的活性。

　　常用的工业催化剂含 CrO;通常在 5-13%之间，不超过 14%。此外，催化剂制备中也充分注意制备方法，使催化剂中不小现 Cr,O;的单独物相，催化剂的还原过程，也应注意这一问题。

　　绝大多数催化剂中含少量 K,O(低于 1%)，它能提高活性和热稳定性，但机理至今还不清楚。在工业条件下，实际上以 K,S 形态存在,因为所有氨厂进入中变反应器的气体中都有 HS，仅是数量的多少而已某些中变催化剂中含有部分碱性金属化合物，主要是 Mg、Ca、SrBa 的氧化物或碳酸盐。我国早期的 B104 和B106 型均含有MgCa化合物，其耐硫化物和热稳定性均略优于单纯的 Fe-Cr 系催化剂。但由于反应活化能较高(可能形成部分 MgFe.Oa结构)，在 350C以下活性较低，通常只能在 360“C以上操作，而高温下转化率受热力学平衡限制，需较高的水汽/千气比(通常大于 1)，能耗较高，因而逐步被其它型号催化剂取代。目前我国某些加有 MoS,的催化剂，均有较好的耐硫性能。

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