- • Украинская государственная академия железнодорожного транспорта, г. Харьков
- •Физико-химические характеристики катализаторов
- •Техническая характеристика железохромовых катализаторов
- •Технические характеристики катализаторов стк
- •Состав и свойства железохромовых катализаторов
- •Влияние промоторов и других примесей на технические характеристики железохромовых катализаторов
- •Сырье для производства железохромовых катализаторов и основные способы их приготовления
- •Решение проблемы серы в технологии железохромового катализатора
- •Современные исследования в области производства катализаторов паровой конверсии со
- •Список литературы
Физико-химические характеристики катализаторов
Марка катализатора (способ формования) |
Размер гранул. мм |
Содержание компонентов, % мас. |
Насыпная плотность, г/см3 |
Общий объем пор, см3/см3 |
Удельная поверх-ность, м2/см3 |
Активность, константа скорости при 350 оС, нсм3/(г·с) |
||
Fe2O3 |
Cr2O3 |
SO3 |
||||||
481 (табл.) |
12×12 |
90 |
9 |
0,3 |
1,1-1,3 |
0,50 |
70 |
1,1-1,3 |
482 (форм.) |
8×5 |
92 |
7,5 |
0,35 |
1,1-1,2 |
0,65 |
60 |
1,0-1,3 |
482 (табл.) |
8×8 |
92,5 |
7,3 |
0,30 |
1,7-1,75 |
0,58 |
124 |
0,9-1,1 |
482-М (табл.) |
8×8 |
91,7 |
7,2 |
0,60 |
1,55-1,65 |
0,50 |
61 |
0,6-0,8 |
В начале 80-х годов начинается выпуск железохромовых катализаторов под маркой СТК (среднетемпературная конверсия). Такая маркировка осталась и по сегодняшний день.
В странах СНГ (особенно в России) катализаторы паровой конверсии СО выпускают под марками СТК-1-5, СТК-1-7, СТК-2-5, СТК-1М, СТК-2М-9 [2]. Их производят в соответствие с требованиями [8]. Свойства этих катализаторов приведены в табл. 2.
Таблица 2
Техническая характеристика железохромовых катализаторов
Показатели |
Типы катализаторов |
|||||||||
СТК-1-5 (экстр.) |
СТК-1-7 (экстр.) |
СТК-2-5 (табл.) |
СТК-1М (экстр.) |
СТК-2М-9 (табл.) |
||||||
высш. сорт |
І сорт |
высш. сорт |
І сорт |
высш. сорт |
І сорт |
высш. сорт |
І сорт |
высш. сорт |
І сорт |
|
Содержание, % мас. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Fe2O3, не мен. |
88,0 |
88,0 |
88,0 |
88,0 |
87,0 |
87,0 |
86,0 |
86,0 |
85,0 |
85,0 |
Cr2O3, не мен. |
7,0 |
7,0 |
7,0 |
7,0 |
6,5 |
6,5 |
6,5 |
6,5 |
6,5 |
6,5 |
SO3, не бол. |
0,3 |
0,4 |
0,3 |
0,4 |
0,3 |
0,4 |
0,3 |
0,4 |
0,3 |
0,4 |
MnO2 |
|
|
|
|
|
|
1,2-1,6 |
1,2-1,8 |
1,2-1,6 |
1,2-1,8 |
Размер гранул. мм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
диаметр |
4,5-5,0 |
4,5-5,5 |
7,0-7,5 |
7,0-8,0 |
5±0,1 |
5±0,1 |
4,5-5,0 или 7,0-7,5 |
4,5-5,5 или 7,0-8,0 |
9,0±0,2 |
9,0±0,3 |
высота |
|
|
|
|
5±0,5 |
5±0,5 |
|
|
9,0±0,1 |
9,0±0,1 |
Насыпная плотность, г/см3 |
1,2 |
1,3 |
1,2 |
1,3 |
1,6 |
1,7 |
1,2 |
1,3 |
1,6 |
1,7 |
Удельная поверхность, м2/г |
25-30 |
25-30 |
20-25 |
25-30 |
25-30 |
|||||
Пористость, % |
60-65 |
60-65 |
45-50 |
60-65 |
45 |
|||||
Преоблада-ющий радиус пор, нм |
|
|
|
|
|
|||||
мелких |
200 |
200 |
150-200 |
200 |
150 |
|||||
крупных |
2000 |
2000 |
2000 |
|||||||
Прочность, МПа |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
средняя |
3,5 |
2,5 |
3,0 |
2,0 |
4,0 |
2,5 |
3,0 |
2,0 |
4,0 |
3,0 |
минимальная |
1,8 |
1,2 |
1,5 |
1,0 |
2,5 |
1,5 |
1,5 |
1,0 |
2,5 |
2,0 |
Активность, константа скорости при 350 оС, нсм3/(г·с) |
1,4 |
1,2 |
1,4 |
1,2 |
1,4 |
1,2 |
2,2 |
1,9 |
1,8 |
1,3 |
Первая цифра после СТК означает способ приготовления катализатора: 1 – формованный, 2 – таблетированный. Вторая цифра означает диаметр гранул или таблеток в мм. Буква «М» – катализатор модернизированный. В данном случае катализатор усовершенствован за счет его промотирования марганцем, который вводится в состав катализатора в виде KMnO4 [4].
Представленные выше катализаторы используются как в «старых» схемах производства аммиака на базе парокислородной каталитической или высокотемпературной конверсии метана, так и в современных крупных агрегатах, работающих по энерготехнологическому принципу. Процесс конверсии СО в «старых» схемах проводится в одну стадию только на железохромовом катализаторе при атмосферном давлении или при 2-3 МПа. В первом случае целесообразнее использовать формованные катализаторы типа СТК-1, при работе под давлением – таблетированные, типа СТК-2. В крупных агрегатах производства аммиака рекомендуется использовать железохромовый катализатор марок СТК (СТК-1-5, СТК-2-5, СТК-1М) – на первой ступени при давлении до 3 МПа [9].
В Украине железохромовые катализаторы производятся НПК «Алвиго-КС» г. Северодонецк в соответствие с требованиями [10]. Характеристики выпускаемых катализаторов показаны в табл. 3.
Таблица 3