一氧化碳变换的意义

(4)打开卸料孔将催化剂迅速卸出，运到干净水泥地面，摊开
自然降至常温。 (5)将冷却至常温的低变催化剂装袋存放在室内阴凉干燥处备 用。
7.耐硫低变催化剂的失活
失活的原因：
(1)催化剂长期处于高温操作，载体晶相发生变化，比表面 积减少，活性降低。
(2)水进入变换炉，催化剂的可溶组分流失，活性降低。
炉温降至约200℃时停蒸汽，用空气降温至60℃以下即可打
开人孔卸催化剂。
4.中毒和衰老 硫、磷、砷、氟、氯、硼的化合物及氢氰酸等物质，均能
引起铁铬系催化剂中毒，使活性显著下降。
磷和砷的中毒是不可逆的。氯化物的影响比硫化物严重， 但当氯含量小于1cm2/m3时，影响是不显著的。
硫化氢与催化剂的反应使催化剂活性降低甚至中毒，是暂
力降过大而不是催化剂活性的丧失。
三.耐硫宽温低变催化剂—钴钼系催化剂
1.钴钼催化剂的组成
钴钼系催化剂一般含有1%～10%（2%～5%最好）的氧化
钴和含有2%～25%（7.5%～15%）的氧化钼，并以氧化铝、硅 酸盐、氧化镁、氧化锌等为载体。为了降低催化剂的活性温 度，通常还加入少量碱金属氧化物。 2.活性成分：硫化钴、硫化钼 3.活性温度范围：180
可以利用已产生的变换反应热来提高下层温度，缩小上下床
层温差。
3.催化剂的氧化 钝化 4Fe3O4+O2=6Fe2O3
直接降温钝化法。包括降温、氧化两个步骤。
①降温 停车前适当加大蒸汽，降低催化剂床层温度。停车
后关闭去脱碳、压缩工段的阀门，用过热蒸汽降温，置换催
化剂床层的CO和H2。蒸汽流量相当于空速100～300h-1，床层 降温速率50℃／h，当床层温度降至200℃，炉出口气体 (CO+H2)<0.5％时转入氧化阶段。
电子性 MgO、K2O、CaO
载体 Al2O3
活性成分： Fe3O4 活性温度范围:350～ 500℃
2.催化剂的还原
3Fe2O3+CO=2Fe3O4+CO2+50.8kJ
3Fe2O3+H2=2Fe3O4+H2O+9.6kJ 还原过程中要严格控制H2和CO的加入适量，以避免温度急 剧上升，影响催化剂的活性和使用寿命 要加入适量水蒸气，以防止催化剂被进一步还原为元素铁， 发生过度还原现象。金属铁能促进CO和H2反应生成甲烷，并 能使CO发生分解反应，积炭于催化剂上。同时，加入蒸汽还
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§1.3.2 一氧化碳变换催化剂
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一.一氧化碳变换催化剂的选择与分类
1.催化剂的选择
①活性好，在较低或中等温度下，就能促进反应的加速进行； ②寿命长，经久耐用，为达到长寿的目的，催化剂要具有足够 的机械强度以免在使用中粉碎和破碎； ③耐热和抗毒性强，在一定的温度范围内，不致因温度的升高 或波动而损坏催化剂，还要有足够的抗毒能力； ④选择性能好，就是能抑制副反应的发生；
时中毒，当提高温度、降低气体中硫化氢含量和增加气体 中水蒸气含量时，可使已被硫化氢毒害的催化剂逐渐恢复 活性。 Fe3O4 + 3H2S + H2 = 3FeS + 4H2O
催化剂衰老的原因： 长期处在高温下，逐渐变质；温度波动大，使催化剂过 热或熔融；气流不断冲刷，破坏了催化剂的表面状态。 实践表明，中变催化剂的使用寿命往往取决于床层的压
(3)空气进入变换炉。 (4)发生反硫化反应。 (5)催化剂硫化不完全或硫化时温度猛涨超过500℃，引起活 性组分烧结，钼升华，载体活性组分发生物理化学变化。
(6)催化剂结疤结块，气体偏流。
～ 500℃
4.特点： 有很好的低温活性。 有突出的耐硫和抗毒性。 强度高，寿命长。
5.钴钼催化剂的硫化
硫化时一般以CS2或H2S为硫化剂。如以液体CS2为硫化剂， 并在一定温度下（～200℃）发生氢解反应生产H2S：
CS2+4H2=2H2S+CH4+24.07kJ
CoO+H2S=CoS+H2O+13.4kJ
②氧化 在导入变换炉的蒸汽中配入少量的空气，使催化剂 表面的Fe3O4氧化成Fe2O3，并放出大量的热量。配入的空气 量由少到多，气体中的氧含量由0.5％、1％……逐渐增加。 催化剂氧化时温度会逐渐升高，应密切注意温升情况，及时
调节蒸汽与空气的比例，防止温度猛涨。氧化的最高温度不
能超过400℃，氧化温升速率不超过50℃／h，氧化一段时间 后，炉温降至200℃左右时，再增加空气量，如此反复多次， 直至通入大量空气、炉温不再上升，分析变换炉出口气氧含 量达20％时，可认为氧化结束。然后用空气与蒸汽降温，待
河南化工技师学院
1.3 一氧化碳变换
安华
目 录
§1.3.1 一氧化碳变换的意义、原理及方法 §1.3.2 一氧化碳变换催化剂 §1.3.3 一氧化碳变换工艺条件的选择 §1.3.4 一氧化碳变换生产工艺流程
§1.3.5 一氧化碳变换主要设备及操作要点
§1.3.6 耐硫低温变换生产操作
学习目标
1. 能说出一氧化碳变换的目的。 2. 能准确说出一氧化碳变换的常用方法。 3.能准确写出一氧化碳变换的方程式并说 出其特点。 4. 能说出常用的一氧化碳变换催化剂的组 成及活化、钝化方法。 5. 能叙述全低变的流程图。 6.能简要叙述耐硫低温变换生产操作过程
MoO3+2H2S+H2=MoS2+3H2O+48.1kJ 硫化过程的控制要点： ①控制好升温硫化温度。 ②CS2加入量和加入时间的控制。 ③稳定操作。 ④硫化要完全。
6.耐硫低变催化剂降温与卸出
Hale Waihona Puke Baidu
耐硫低变催化剂的降温一般采用惰性气体保护法，其降
温和卸出的操作要点如下： (1)将变换炉压力以小于0.2MPa/min的速度降至常压。 (2)用半水煤气将床层温度降至40℃，降温速度为30℃/h。 (3)用氮气置换吹扫床层。
⑤原料容易获得，成本低，制造简单。
2.催化剂的分类
中温（高温）变换催化剂——铁-铬系催
化剂，活性温度为350～500℃； 变换催化剂 低温变换催化剂——铜-锌系催化剂，活 性温度为180～280℃。 宽温低变催化剂——钴-钼系催化剂，活
性温度为180～500℃，操作温度较宽。
二.中温变换催化剂
主催化剂Fe2O3 1.组成 结构性 Cr2O3 助催化剂