微量CO存在时常温常压下H2中低浓度O2深度脱除的研究

微量CO存在时常温常压下H2中低浓度O2深度脱除的研究 ? ,,, ? 全国气体净化信息站,,,,年技术交流会论文集 微量,,存在时常温常压下,,中低浓度,,深度 脱除的研究 徐卫，娄肖洁，吴迪镛 (大连普瑞特化工科技有限公司，辽宁大连 ,,,,,,) 摘要:在蛋壳型贵金属,,、,,单、双组分催化剂上研究了含低浓度,,的,:中微量,,常温脱除性 能;考察了,,浓度、空速、温度和压力对其脱氧效果的影响。结果明:,,—,,双组分催化剂耐,,中 毒能力优于,,或,,单组分催化剂。于常温、常压下即可达到满意的脱氧效果;加压有利于反应的进行， 脱氧效果明显提高。同时发现:微量,,有极强阻抑氢氧反应作用，,,被优先氧化。,:中,,、,,均可 有效脱除。 关键词:,,中脱,,;低浓度,,;贵金属脱氧剂 目前，常温下,:中脱,:，蛋壳型贵金属催化 器为内径,, ,,的不锈钢管。催化剂装量为,(,剂,,(或,,)均有很好的脱除效果。但是，,,的存 ,，原料气预先配进钢瓶内，进入反应器前先经调压在，却大大增加了脱氧的难度，即使是低,,浓度， 稳压器，反应器出口有流量调节阀控制反应所需压也会由于,,的强吸附造成催化剂活性明显降低， 力和流量。两种反应装置出口的气体经组分分析和达不到常温下脱,:的目的。提高活性可以通过以 计量后放空。下途径:(,)升高温度;(,)降低空速;(,)大幅度提高 使用两台,,,,,,,型气相色谱仪分析反应进、贵金属含量。在多数工况下，,:含量在,,,,× 出口气体组成。采用,,分子筛填充柱分析,。,,啊,以上，脱氧产生的绝热温升有,,多度，不必外 (,,,)，最小检测量为,,×,,,;采用碳分子筛填加热，而对低浓度,:进行脱除时，产生的温升却很 充柱进转化后分析,,、,,,(,，,)，,,最小检测量少，必须外加热，这就增加了设备和能耗;降低空速， 为,×,,,;使用,,—,,?,型微量氧分仪分析催化剂需成倍的增加;提高贵金属含量，催化剂成本 微量,,，检测范围为(,,,,)×,,一。大大增加。鉴于此，本文重点筛选出常温下耐,, ,结果与讨论中毒的复合型贵金属脱氧催化荆，在不增加催化剂 ,(,微量,,对,,催化剂脱氧活性的影响成本及能耗的前提下，实现微量,,存在时常温脱 以含,,,×,,一,:的,,为原料气，在常温常,。目的;进一步研究了,,在催化剂上的反应行 压、不同空速下，考察了添加,,×,,,,浓度,,对为，以期加深对贵金属催化剂在含,,的,。中催 ,,催化剂脱氧活性的影响，结果见图,。化氧化过程的认识。 一, 实验部分 毛 一,(,催化剂制备 × 一 倒 采用专有浸渍法制备了贵金属,,、,,单、双组 蠼 耳分催化剂;载体为,,。,。;催化剂组分分布为蛋 ? 若壳型。,(, 实验 采用固定床反应装置。分为常压和加压两种。 图, ,,×,,“,,对催化剂脱氧活性的影响常压反应时，反应器为内径,, ,,的玻璃管，并将其置于加热炉内，控制反应温度。催化剂装量为 从图,可看出，当原料不含,,时，在常温常,(, ,，用质量流量计控制反应所需的各配气组分流 压、,, ,,, ,,,,?,空速下，,,催化剂可将,,中量，混合后以一定空速进入反应器。加压装置反应 ,,,×,,叫的,,脱除到,(,×,,,,;但原料存在,, 全国气体净化信息站,,,,年技术交流会论文集 ? ,,, ?×,,,,,,时，,,会强烈吸附在催化剂表面上，覆 ,,共存，由于其相互作用的结果，明显提高了催化盖其表面活性中心，造成,,催化剂加,,脱,。活 剂加,。深度脱氧活性。性明显下降，出口氧浓度高达,,×,,一;降低反应空速可明显提高催化剂的脱氧活性，如在, ,,, 一 色,,,,?,空 速时，出口氧浓度可降至,(,×,,,。 一 × 一 锚 嶷 ， 球 毛 口 一 , 丑 一 越 蠼 晡 ? 丑 图,加压下,,和,,—,,催化剂脱氧活性 (原料气，,,,,,,,, ,,、,,,,,一,,、,,平衡) (,, ,,,,,,,?,空速) 图,反应温度对催化剂脱氧活性的影响 (原料气:,,,×,,,,,、,, ,,,,,、,,平衡) 从图,可看出，提高压力确实有利于单、双组分 贵金属催化剂脱,。反应的进行;压力越高，反应速 从图,可看出，升高温度催化剂脱氧活性也明 率越快，脱氧效果则越好。显提高，如温度升至,,?时出口,,浓度可降至, ,(, ,,浓度对,,—,,双组分催化剂脱氧活性的×,,叫以下。 影响,(, 单、双组分贵金属催化剂的脱氧活性 鉴于工业脱氧的工况条件会有一定波动，其中 鉴于,,催化剂在常温常压下因,,暂时性中 包括,,浓度和脱,:精度的变化，为此以含, ,,,毒导致脱氧效果不理想颐怯盅?昧耍校艏埃校洹?×,,叫,:的,。为原料气，在常温常压、,, ,,,,,双组分催化剂(保持贵金属重量含量不变);同时 ,,,,?,空速下，考察了,,浓度的变化对,,,,,考虑到脱氧是分子数减少的反应，从热力学角度分 双组分催化剂脱氧活性的影响，结果见图,。析，提高压力对反应平衡及速率均有利。因此，我们在常温常压、不同空速和相同空速、不同压力两种工 一况条件下分别考察了,,及,,,,,,双组分催化剂的 毛 一 ×脱氧活性，并与,,催化剂进行了比较，结果见图,、 一 魁图,。 蠼 蟮 ? 丑 一 毛 ,, × 一 入,,,浓度(×,,‘) 拦 蠖 图,原料,,浓度对,,—,,催化剂活性的影响 耳 口 丑 从图,可看出，提高原料中,,浓度，出口,。 浓度呈指数增加，表明,,浓度的变化会强烈影响 空退(,,,,,‘,) 催化剂对,,的深度脱除。,,是强吸附质，其含量 图,不同空速下,种催化剂脱氧活性的比较 越多，催化剂表面,,吸附量也越多，使得催化剂脱 (原料气,,,,×,,,,,、,, ,,,,,、,,平衡) ,:活性明显降低。 从图,可看出，,,—,,双组分催化剂的脱氧活 ,(, ,,的脱除优先于,,的脱除性明显优于单组分,,或,,催化剂，在常温常压、 在考察,,浓度对,,,,,,双组分催化剂活性,, ,,, ,,,,?,空速下，可将含,,×,,叫,,的,, 影响的过程中，分析反应出口气体组成变化时，发现中,,,×,,一,,脱除到,×,,,,以下，而,,单组分 其中含有,,:，它与出口,,浓度之和等于人口,,催化剂只能脱至,(,×,,,。单、双组分贵金属催 浓度，并且,,浓度下降优先,。浓度下降。这说明化剂脱氧活性依次为,,,,,,,,,,,,。表明,,、 该过程存在着两个耗,,的竞争反应:(,)(,)。,, ?,,,? 全国气体净化信息站,,,,年技术交流会论文集的优先强吸附抑制了,:的吸附，从而使反应(,)的 分贵金属催化剂的脱,:活性依次为,,—,,,,,反应速度大大下降，,,催化氧化反应过程则优先 ,,,。进行。分析结果见表,。 (,)由于,,、,,的相互作用，双组分催化剂常 表, ,,浓度对出口气组分浓度的影响 单位:,×,,一 温常压下显示了良好的耐,,脱,,活性，优于同样 重量含量的,,或,,。在,,×,,,,,,、,,,, ,,(, ,,的,,中，,, ,,, ,,,,?,空速下出口,,含量 小于,×,,一。 (,)升高温度、降低空速或提高压力均可明显提 高单、双组分贵金属催化剂含,,的,:中脱,: 活性。 从表,可看出，催化剂上,。的深度脱除取决 (,)对于,:、,,共存体系，脱氧反应过程含有于,,氧化反应进行程度，也就说在 含,,的,: 两个耗氧的竞争反应:(,)(,)，,,的存在使得,。中，用,,,,,,双组分催化剂脱氧时，,,可与,:同 的吸附受到抑制，,,氧化过程优先进行。,:中的时脱除，,,降至,×,,,,以下时,,也小于,× ,。、,,可同时被有效脱除。,,,。众所周知，,,在常温下有良好氧化,,的能力，即对反应(,)的催化能力优于,,，而,,是公认 参考文献:的反应(,)的优良催化组分，这也就很好解释了为什 ,周立群，许艺，王玉(除氧技术综述〔,〕(精细石油化工进么在,,存在下，,,—,,双组分催化剂对于,,中 展(,,,,(,(,,):,,,,,,:深度脱除的活性明显优于单一的,,或,,催 , 范震字，周风琴等(新型高效脱氧剂的工业应用〔,〕(内蒙 古石油化工(,,,,，,,(,):,,,,,,,化剂。 ,徐贤伦(马军(合成气催化剂及净化工艺〔,〕(工业催化(, 结 论 ,,,,((,):,,,, (,)对于含低浓度;,的,:中脱,:，单、双组