ймовірними є:
2 СО? С + СО 2 + 172, 5кДж / моль, ( 1.2)
СО + 3Н 2? СН 4 + Н 2 О + 206,4 кДж / моль. ( 1.3)
Реакція конверсії СО у відсутності каталізаторів при температурах до 600 ° С, так само як і реакції (1.2) і (1.3), практично не протікає. Значно збільшити швидкість основної реакції (1.1) дозволяє застосування каталізаторів, а температура процесу визначається їх активністю. Неповний ряд активності металів і оксидів металів відносно реакції (1.1) можна представити в наступному вигляді:
Pt, Pd> Ag> MgO, Co2O4, CuO> NiO> Fe2O3> Cr2O3> V2O5> ZnO
Використовувані каталізатори крім високої активності повинні володіти селективними властивостями, що характеризуються помірною гидрируются функцією [5]. Це необхідно для досягнення відповідних швидкостей реакцій без помітного метаноутворення (1.3), яке значною мірою каталізують кобальт і металеве залізо, що утворюється в результаті перевосстановленія оксидного железосодержащего каталізатора при нестачі в реакційній суміші водяної пари. Крім селективності, каталізатор повинен мати високу стабільність в реакційній середовищі і мінімальною вартістю, що обмежує застосування різних речовин до з'єднань Cu, Fe, Cr, Zn.
У промисловості процес конверсії монооксиду вуглецю на каталізаторах здійснюється в інтервалі температур 200-450 ° С і тиску 0,1-3,0 МПа.
Залежно від температурних умов роботи розрізняють середньотемпературні (СТК) і низькотемпературні (НТК) каталізатори. З метою забезпечення більш високого ступеня перетворення і зниження залишкового вмісту монооксиду вуглецю в газі процес, як правило, проводять в два ступені: перша - среднетемпературная конверсія на каталізаторах СТК, на другий використовуються низькотемпературні каталізатори серії НТК.
2. Характеристики низькотемпературного каталізатора
З метою забезпечення більш високого ступеня перетворення і зниження залишкового вмісту монооксиду вуглецю в газі в якості контактів другого ступеня конверсії СО у великотоннажних агрегатах синтезу аміаку використовуються низькотемпературні каталізатори серії НТК, містять оксиди міді, цинку, алюмінію і хрому .
Характеристики каталізатора НТК - 4 наведено в табл. 1 [6].
Таблиця 1
Характеристики каталізатора НТК - 4
ПоказательЗначеніе показателяВнешній відТаблеткі циліндричної форми чорного цветаРазмер таблеток, мм Діаметр, висота5-6 5-4Содержаніе,% мас.: CuO 51,0-57,0 Cr 2 O 3 12,5-15,5 ZnO9 ,5-12, 5 Al 2 O317 ,6-21, 6 Щільність насипна, г/см1 ,5-1, 6Механіческая міцність (руйнівне зусилля на торець), МПа28Удельная площа поверхні, м / Г50-60Об'ем пір,% трохи менее35-40
3. Вихідна сировина
Для приготування контактної маси НТК використовуються такі основні види сировини [6]:
Хромовий ангідрид - Cr 2 O 3.
Оксид цинку - ZnO.
Гідроксид алюмінію - Al (OH) 3.
Гідроксокарбонат міді (малахіт) - CuCO 3? Cu (OH) 2.
Графіт марки С1 або С2.
