|
Каталитические гидрирование оксида и диоксида углеродов в метан обычно применяется для очистки небольших остаточных количеств этих соединений (не более 2%) в газовых потоках после удаления основной массы их при помощи других методов. Метод используется особенно часто в тех случаях, когда присутствие метана не ухудшает условий дальнейшей переработки или использования газов. Типичным примером применения этого процесса может быть удаление оксидов углерода из водорода после конверсии CO и абсорбции CO2 жидкостными процессами. Остаточное содержание оксидов углерода в очищенном газе составляет несколько десятитысячных долей процента. Одновременно происходит удаление свободного кислорода, если он присутствует в газе.
Реакция метанирования оксидов углерода:
CO + 3H2 = CH4 + H2O + 218 кДж/моль;
CO2 + 4H2 = CH4 + 2H2O + 180 кДж/моль.
Промышленный катализатор содержит 76-78% N0 и 20-22% Al2O3. Его изготовляют, как и в предыдущем случае, в виде таблеток. Срок службы катализаторов достигает несколько лет.
Схема установки представлена на рис. 6.2.
Рис. 6.2. Схема установки для очистки газа метанированием
1 - теплообменник; 2 - холодильник; 3 - печь; 4 — реактор
Газ после колонны этаноламиновой очистки от CO2 подогревается сначала в теплообменник теплом продуктов метанирования, а затем до 260-270oС в печи. Нагретый газ сверху вниз проходит через слой катализатора, охлаждается в теплообменнике и в концевом холодильнике, после чего поступает на синтез аммиака или используется для других целей. Вследствие неблагоприятного воздействия высоких температур на равновесие реакции и стабильность работы катализатора режим работы в реакторе регулируют таким образом, чтобы температура газа на выходе из реактора не превышала 440oС. Процесс отличается высокой экзотермичностью: повышение температуры в реакторе составляет 56oС на каждый процент карбоксида, содержащийся в газе. Это препятствует использованию данного процесса применительно к газам, содержащим более 2% кислорода, оксида и диоксида углерода в сумме.
|
