一氧化碳低温变换催化剂研究进展
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
早 在 １８ ８ ８年 就开始 一 氧化 碳 低温 变 换反 应 研 究 ，９ ５年变 换反应首 先在煤 基合 成氨 厂 中用 于 合 １１ 成气 的净 化 和精 制 ， 价 地 制 造 合 成 氨 所 需 要 的 廉 氢 。除了在煤 基 合 成 氨 厂 中用 于 合 成 气 的净 化 和 精 制外 ， 氧化碳 低温 变换 催 化剂 也应 用到 焦炉 气 一
Ｗ ＡＮＧ ｉ Ｌ Ｌ ． ＵＯ ｎ ｌ ． Ｕ Ｙａ 一ｍｉ Ｘｉ — ｅ Ｗ ｎ ／
（．Ｓｕｈ Ｗ ｓ Ｃ ｅ ｉ ｌ ｅｅｒｈｉｓｔｔ，ｈｎ ｄ ｉ， ６０ ２ Ｃ ｉ ； １ ｏ ｔ— ｅ ｈｍｃ ｓ ｃ ｔｕ Ｃ ｅｇ ｕＳｄ∞ｎ １２ ５ ｈｎ ｔ ａＲ ａ ｎｉｅ ａ）
１ 铁 系高 温变 换 催 化 剂
铁系高 温 变换催 化 剂是 Ｂ ｓｈ和 Ｗｉ ｏｃ ｌ ｄ在 １ １ ９２ 年开 发成功 的 ，９ ５年 开 始 工业 应 用 ， 活性 相 是 １１ 其 由 Ｆ ｅＯ 部分还 原得到 的 Ｆ ３ ４ ｅＯ ¨ 。 由于铁铬 系高温 变换 催化 剂 中铬是 剧 毒物 质 ， 在生产 、 使用 和处理 过程 中会 对人 员 和环 境 产生 污
ｄ ｔ ｎ ｍｏ ｇ ｈＳ ｅ ｅ ａｕ ｅ ｓ ｉ ａａｙ ｔ ｔ ｅｒｃ ｓ ｒｅ ，ｏ ｌ ｍｐ ｒｔ ｒ ｈｆ ｃ ｔｌ ｓ ｗｉ ｕ ｐ ｒｓ ｒ ｓ ａ ｔ ｓ ｌ ｒａ ｄ ｗ ｄ ｅ ｅ ａｕ ｅ ｓ ｉ ｉ ｏ ｓ ａ ｎ ｉ ｈ ｔ ｍｐ ｒ ｔ ｒ ｈ ｆ ｃ ｔｌ ｓ ｗｉ ａｆ ｒｉ ｅ ｓ ｌｗ ｅ ｅ ａｕ ｅ ｓ ｉ ａ ａｙ ｔ ｔ ａ ｃ ｐ ｅ ｅ ｅ ， ｎ ｉ ｕ ｆ ｎ ｉ ｅ ｔ ｍｐ ｒ ｔ ｒ ｈ ｆ ｉ ｔ ｈ ｉ ｔ ｈ ｉ — ｕ ｔ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ａｕｈ ｒ ａ ｎ ｒ ｄ ｃ ｄ ｔ ｅ ｒ ｓ ａ ｃ ｉ ｇｓｔ ａ ｉｎ ａ ｄ ｔ ｅ ｄ ｖ ｌｐ ｎ ｉｅ ｔ ｎ ｔ ｒｃ ｒ ｏ ｎ ｘｄ ａ ａｙ ｔ ｈ ｏ ａ ｅ ｈ ｔ ｉａｉ ｎ ｃ ｎ ｓｒ ｃ ： ｔｏ ｓ ｉ ｔ ｕ ｅ ｈ ｅ ｅ ｒ ｈ ｎ ｉ ｔｏ ｎ ｈ ｅ ｅ ｏ ｉ ｇ ｄ ｒｃ ｉ ａ ｂ ｎ ｍｏ ｏ ｉｅ ｃ ｔｌ ｓ ， ａ ｃ ｍｐ ｄ ｔ ｅ ｕ ｉ ｚ ｔ ｏ — ｈ ｏ ｕ ｏ ｂ ｓ ｒ ｌ ｏ
Ａｐ ． ２ １ ｒ ０１
・
化肥设计
Ｃｈ ｍｉａ ｒｉｉｅ ｓｇ ｅ ｃ ｌＦｅｔｌ ｒＤｅ ｉｎ ｚ
第４ ９卷
第 ２期
４ ・ ０
０ １年 ４月 ２１
一
氧化碳 低 温 变换 催 化剂 研 究进展
王
（ ．西南化工研究院 ， １ 四川 成都
ຫໍສະໝຸດ Baidu
莉 ， 罗新乐 ， 砚会 吴
８０ ５ ） ３０ ２
染 及毒 害 ， 因此 国 内外 都进 行 了无 铬铁 系 高 温变换 催 化剂 的研 究 。 目前 已经有 ２个 系列 的铁 系无铬 高 温 变换 催 化剂 实现 了工 业 化 －］均 应用 于合 成 氨 ２ ， ４
的水 煤气一 段变换 工艺 中。
制氢、 煤层 气制氢等 领域 。
近年来 ， 燃料 电池被 广泛 研究 ， 所 周知 ， 燃 众 为 料 电池 提供 氢 源 的途 径 一 般 为 甲醇裂 解 制 氢 和 天 然气制 氢等 。 由于燃 料 电池采 用铂 电极 ， 而一 氧 化 碳又是铂 的一种 很 强 的毒 物 ， 因此 燃 料 电池需 要 氢 气 中的一 氧化碳 变换 反应 进行 得更 彻底 ， 氢 气 的 对 纯度要求 也更高 。 此外 ， 甲醇裂 解制 氢 和 天然 气制 氢 中一 氧 化 在 碳 的体积分数是 影响氢 气提纯 收率 的关键 因素 。如 果能将 甲醇裂解气 中的一氧化碳变换得更彻底 ， 则氢 气的收率会 有一 定 的提 高 ， 而 降低 氢气 的生产 成 从 本 。目前 ， 寻找廉价 的一 氧化碳变换催化剂成 为众多
２ ｉ ｉｎ ｇｉ ｌ ｒｌ ｎｖｒｔ，ｈｍｓｙａ ｄＣ ｅ ｉ ｌ ｎｉ ｅｎ ｏｌ ｅＷｕｕ ｑ ｎｉｎ ８ ０５ Ｃ ｉ ） ．Ｘｎ ａｇＡ ｒ ｕｕａ Ｕ ｉ ｓｙ Ｃ ｅ ｉｒ ｎ ｈｍｃ ｇｎ ｒ ｇＣ ｌｇ ， ｌｍｕｉ ｊ ｇ ３０ ２ ｈｎ ｊ ｃ ｔ ｅｉ ｔ ａＥ ｅｉ ￣ ｅ Ｘｉ ａ ａ
６ ０ ２ ； ．新疆农业大学化学化工学院 ， １２ ５ ２ 新疆 乌鲁木 齐
摘
要 ： 绍 了一氧 化 碳 催 化 剂 的研 究情 况 和发 展 方 向。 对 比 了铁 系 高温 变换 催 化 剂 、 系低 温 变换 催 化 剂 、 钼 介 铜 钴
系耐硫 宽温 变换 催 化 剂 以及 二氧 化 铈 基 水 煤 气 变换 催 化 剂 的使 用条 件 ； 阐述 了上 述催 化 剂的 工 业应 用前 景 。 关键 词 ： 氧 化 碳 ； 温 变换 ； 一 低 催化 剂
Ｋｅ ｒ ｓ： ａ ｂ ｎ ｍｏ ｏ ｉ ｅ ｏ ｅ ｅ ａｕ ｅ ｓ ｉ ；ｃ ｔｌ ｓ ｙ ｗｏ ｄ ｃ ｒ ｏ ｎ ｘ ｄ ；ｌ ｗ ｔ ｍｐ ｒ ｔ ｒ ｈ ｆ ｔ ａ ａｙ ｔ
随着氢 气 日益 广泛 地应 用 ， 采用 一 氧化 碳变 换
制 备氢气 的工艺技 术逐 渐受 到 人们 重视 ， 成为 近 并 年来 的研究热 点之一 。
中 图分 类 号 ：Ｔ ２ ．４ Ｑ４６ ９
文 献标 识 码 ： Ａ
文 章编 号 ：０ ４— ９ １２ １ ）２— ０ ０一 ３ １０ ８０ （０ １ ｏ ０ ４ Ｏ
Ｒｅ ｅ ｃ ｎ ｏ ｒ ｓ ｏ ｔ ｌ ｓ ｆＣＯ ｗ ｍ ｐ ｒ ｔ ｒ ｈｉｔ ｓ ａｒ ｈｉ ｇ Ｐｒ ｇ ｅ ｓ ｆ ｒ Ｃａ ａ ｙ ｔｏ Ｌｏ Ｔｅ ｅ ａ ｕ ｅ Ｓ ｆ
ｃ ｔｌ ｓ ｉｈ ａ Ｃｏ Ｍｏ ｓ ｒｅ ｎ ｔ ｒｃ ａ ｇ ｓ ｓ ｉ ａａ ｙ ｔｗｉ ｅ ｕ ｄ ｏ ｉ ｅ ｂ ｓ ａａ ｙ ｔｗ ｔ — ｅｉ ｓ ａ ｄ ｗａｅ ｏ ｌ ａ ｈ ｆ ｃ ｔ ｌｓ ｔ ａ ｃ ｒ ｍ ｉ ｘｄ ａ ｅ；ｈ ｓ ｄ ｓ ｒｂ ｄ ｔ ｅ ｉ ｄ ｓ ｉｌａ ｐ ｉ ａｉｎ ｐ ｏ ｐ ｃ ｏ ｅ ａ ｏ ｅ ｔ ｈ ｉ ａ ｅ ｃｉ ｅ ｈ ｎ ｕ ｔ ａ ｐ ｌ ｔ ｒ ｓ ｅ ｔｆｒｔ ｂ ｖ — ｒ ｃ ｏ ｈ ｍｅ ｔ ｎ ｄ ｃ ｔｌ ｓｓ ｎ ｉ ｅ ａａｙ ｔ． ｏ
Ｗ ＡＮＧ ｉ Ｌ Ｌ ． ＵＯ ｎ ｌ ． Ｕ Ｙａ 一ｍｉ Ｘｉ — ｅ Ｗ ｎ ／
（．Ｓｕｈ Ｗ ｓ Ｃ ｅ ｉ ｌ ｅｅｒｈｉｓｔｔ，ｈｎ ｄ ｉ， ６０ ２ Ｃ ｉ ； １ ｏ ｔ— ｅ ｈｍｃ ｓ ｃ ｔｕ Ｃ ｅｇ ｕＳｄ∞ｎ １２ ５ ｈｎ ｔ ａＲ ａ ｎｉｅ ａ）
１ 铁 系高 温变 换 催 化 剂
铁系高 温 变换催 化 剂是 Ｂ ｓｈ和 Ｗｉ ｏｃ ｌ ｄ在 １ １ ９２ 年开 发成功 的 ，９ ５年 开 始 工业 应 用 ， 活性 相 是 １１ 其 由 Ｆ ｅＯ 部分还 原得到 的 Ｆ ３ ４ ｅＯ ¨ 。 由于铁铬 系高温 变换 催化 剂 中铬是 剧 毒物 质 ， 在生产 、 使用 和处理 过程 中会 对人 员 和环 境 产生 污
ｄ ｔ ｎ ｍｏ ｇ ｈＳ ｅ ｅ ａｕ ｅ ｓ ｉ ａａｙ ｔ ｔ ｅｒｃ ｓ ｒｅ ，ｏ ｌ ｍｐ ｒｔ ｒ ｈｆ ｃ ｔｌ ｓ ｗｉ ｕ ｐ ｒｓ ｒ ｓ ａ ｔ ｓ ｌ ｒａ ｄ ｗ ｄ ｅ ｅ ａｕ ｅ ｓ ｉ ｉ ｏ ｓ ａ ｎ ｉ ｈ ｔ ｍｐ ｒ ｔ ｒ ｈ ｆ ｃ ｔｌ ｓ ｗｉ ａｆ ｒｉ ｅ ｓ ｌｗ ｅ ｅ ａｕ ｅ ｓ ｉ ａ ａｙ ｔ ｔ ａ ｃ ｐ ｅ ｅ ｅ ， ｎ ｉ ｕ ｆ ｎ ｉ ｅ ｔ ｍｐ ｒ ｔ ｒ ｈ ｆ ｉ ｔ ｈ ｉ ｔ ｈ ｉ — ｕ ｔ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ａｕｈ ｒ ａ ｎ ｒ ｄ ｃ ｄ ｔ ｅ ｒ ｓ ａ ｃ ｉ ｇｓｔ ａ ｉｎ ａ ｄ ｔ ｅ ｄ ｖ ｌｐ ｎ ｉｅ ｔ ｎ ｔ ｒｃ ｒ ｏ ｎ ｘｄ ａ ａｙ ｔ ｈ ｏ ａ ｅ ｈ ｔ ｉａｉ ｎ ｃ ｎ ｓｒ ｃ ： ｔｏ ｓ ｉ ｔ ｕ ｅ ｈ ｅ ｅ ｒ ｈ ｎ ｉ ｔｏ ｎ ｈ ｅ ｅ ｏ ｉ ｇ ｄ ｒｃ ｉ ａ ｂ ｎ ｍｏ ｏ ｉｅ ｃ ｔｌ ｓ ， ａ ｃ ｍｐ ｄ ｔ ｅ ｕ ｉ ｚ ｔ ｏ — ｈ ｏ ｕ ｏ ｂ ｓ ｒ ｌ ｏ
Ａｐ ． ２ １ ｒ ０１
・
化肥设计
Ｃｈ ｍｉａ ｒｉｉｅ ｓｇ ｅ ｃ ｌＦｅｔｌ ｒＤｅ ｉｎ ｚ
第４ ９卷
第 ２期
４ ・ ０
０ １年 ４月 ２１
一
氧化碳 低 温 变换 催 化剂 研 究进展
王
（ ．西南化工研究院 ， １ 四川 成都
ຫໍສະໝຸດ Baidu
莉 ， 罗新乐 ， 砚会 吴
８０ ５ ） ３０ ２
染 及毒 害 ， 因此 国 内外 都进 行 了无 铬铁 系 高 温变换 催 化剂 的研 究 。 目前 已经有 ２个 系列 的铁 系无铬 高 温 变换 催 化剂 实现 了工 业 化 －］均 应用 于合 成 氨 ２ ， ４
的水 煤气一 段变换 工艺 中。
制氢、 煤层 气制氢等 领域 。
近年来 ， 燃料 电池被 广泛 研究 ， 所 周知 ， 燃 众 为 料 电池 提供 氢 源 的途 径 一 般 为 甲醇裂 解 制 氢 和 天 然气制 氢等 。 由于燃 料 电池采 用铂 电极 ， 而一 氧 化 碳又是铂 的一种 很 强 的毒 物 ， 因此 燃 料 电池需 要 氢 气 中的一 氧化碳 变换 反应 进行 得更 彻底 ， 氢 气 的 对 纯度要求 也更高 。 此外 ， 甲醇裂 解制 氢 和 天然 气制 氢 中一 氧 化 在 碳 的体积分数是 影响氢 气提纯 收率 的关键 因素 。如 果能将 甲醇裂解气 中的一氧化碳变换得更彻底 ， 则氢 气的收率会 有一 定 的提 高 ， 而 降低 氢气 的生产 成 从 本 。目前 ， 寻找廉价 的一 氧化碳变换催化剂成 为众多
２ ｉ ｉｎ ｇｉ ｌ ｒｌ ｎｖｒｔ，ｈｍｓｙａ ｄＣ ｅ ｉ ｌ ｎｉ ｅｎ ｏｌ ｅＷｕｕ ｑ ｎｉｎ ８ ０５ Ｃ ｉ ） ．Ｘｎ ａｇＡ ｒ ｕｕａ Ｕ ｉ ｓｙ Ｃ ｅ ｉｒ ｎ ｈｍｃ ｇｎ ｒ ｇＣ ｌｇ ， ｌｍｕｉ ｊ ｇ ３０ ２ ｈｎ ｊ ｃ ｔ ｅｉ ｔ ａＥ ｅｉ ￣ ｅ Ｘｉ ａ ａ
６ ０ ２ ； ．新疆农业大学化学化工学院 ， １２ ５ ２ 新疆 乌鲁木 齐
摘
要 ： 绍 了一氧 化 碳 催 化 剂 的研 究情 况 和发 展 方 向。 对 比 了铁 系 高温 变换 催 化 剂 、 系低 温 变换 催 化 剂 、 钼 介 铜 钴
系耐硫 宽温 变换 催 化 剂 以及 二氧 化 铈 基 水 煤 气 变换 催 化 剂 的使 用条 件 ； 阐述 了上 述催 化 剂的 工 业应 用前 景 。 关键 词 ： 氧 化 碳 ； 温 变换 ； 一 低 催化 剂
Ｋｅ ｒ ｓ： ａ ｂ ｎ ｍｏ ｏ ｉ ｅ ｏ ｅ ｅ ａｕ ｅ ｓ ｉ ；ｃ ｔｌ ｓ ｙ ｗｏ ｄ ｃ ｒ ｏ ｎ ｘ ｄ ；ｌ ｗ ｔ ｍｐ ｒ ｔ ｒ ｈ ｆ ｔ ａ ａｙ ｔ
随着氢 气 日益 广泛 地应 用 ， 采用 一 氧化 碳变 换
制 备氢气 的工艺技 术逐 渐受 到 人们 重视 ， 成为 近 并 年来 的研究热 点之一 。
中 图分 类 号 ：Ｔ ２ ．４ Ｑ４６ ９
文 献标 识 码 ： Ａ
文 章编 号 ：０ ４— ９ １２ １ ）２— ０ ０一 ３ １０ ８０ （０ １ ｏ ０ ４ Ｏ
Ｒｅ ｅ ｃ ｎ ｏ ｒ ｓ ｏ ｔ ｌ ｓ ｆＣＯ ｗ ｍ ｐ ｒ ｔ ｒ ｈｉｔ ｓ ａｒ ｈｉ ｇ Ｐｒ ｇ ｅ ｓ ｆ ｒ Ｃａ ａ ｙ ｔｏ Ｌｏ Ｔｅ ｅ ａ ｕ ｅ Ｓ ｆ
ｃ ｔｌ ｓ ｉｈ ａ Ｃｏ Ｍｏ ｓ ｒｅ ｎ ｔ ｒｃ ａ ｇ ｓ ｓ ｉ ａａ ｙ ｔｗｉ ｅ ｕ ｄ ｏ ｉ ｅ ｂ ｓ ａａ ｙ ｔｗ ｔ — ｅｉ ｓ ａ ｄ ｗａｅ ｏ ｌ ａ ｈ ｆ ｃ ｔ ｌｓ ｔ ａ ｃ ｒ ｍ ｉ ｘｄ ａ ｅ；ｈ ｓ ｄ ｓ ｒｂ ｄ ｔ ｅ ｉ ｄ ｓ ｉｌａ ｐ ｉ ａｉｎ ｐ ｏ ｐ ｃ ｏ ｅ ａ ｏ ｅ ｔ ｈ ｉ ａ ｅ ｃｉ ｅ ｈ ｎ ｕ ｔ ａ ｐ ｌ ｔ ｒ ｓ ｅ ｔｆｒｔ ｂ ｖ — ｒ ｃ ｏ ｈ ｍｅ ｔ ｎ ｄ ｃ ｔｌ ｓｓ ｎ ｉ ｅ ａａｙ ｔ． ｏ