Метан мен пропанның толық тотығу үрдістеріндегі блокты

34
Көміртегі монооксидінің тотығуы кезінде блоктық катализаторлар 
сынағы өткізілді. 100 °С бастап СО толығымен (100%) газ қоспасынан 1,0% 
ауамен алынып тасталатыны 5-кестеде көрсетілген. 
Кесте 5 – Никель-кобальт катализаторларындағы СО тотығуы (көлемдік 
жылдамдығы 25000 сағ
-1
) 
Үрдістің 
температурасы, 
о
С 
CO-ның улы газдардағы, ppm 
Катализаторға дейін 
Катализатордан кейін 
25 
0,036 
0,035 
100 
0,034 
0,00 
250 
0,030 
0,00 
300 
0,021 
0,00 
450 
0,014 
0,00 
Газ фазасында каталитикалық өңдеуге дейін 0,014-0,036 ррм болды, 
тотығу үрдісінде 100 °С бастап көміртегі оксиді толығымен көмірқышқыл 
газына айналады. Айналу дәрежесі 100%. 
Катализатордың белсенділігін арттыру үшін белсенді фазаға 0,05-0,2% 
мөлшерде палладий және 5% мөлшерде марганец енгізілді. 6-кестеде ауадағы 
1% СО тотығу реакциясында Со, Co+Mn, Ni, Ni+Mn конверсиясының 50 және 
100% сынақтарының нәтижелері берілген. 
Бұл кестеден көрініп тұрғандай, СО-ның өзгеру дәрежесі өнеркәсіп 
моторларының құрамынан айтарлықтай өзгереді. СО
2
-ге (T = 95
о
С кезінде 
СО
2
-ге 100% тотығу) айналдыру үшін ең тиімді катализатор Co+Mn+Pd-0,2 
құрамының 
катализаторы 
болды. 
Катализаторларды 
металдармен 
промотирлеу 
азот 
оксидтерін 
көмірсутектермен 
қалпына 
келтіру 
реакциясында 
катализаторлардың 
белсенділігін 
айтарлықтай 
жоғарылататыны анықталды.
Кесте 6 – 50
о
C (Т
50
) және 100
о
C (Т
100
) температуралары кезінде әр түрлі 
блокты катализаторларда ауаның оттегімен 1% конверсиясы
Каталитикалық жүйе 
T
50
T
100
Со+Pd-0,05 
Со+Pd-0,1 
Со+Pd-0,2 
130 
120 
95 
150 
135 
110 
Co+Mn+Pd-0,05 
Co+Mn +Pd-0,1 
Co+Mn+ Pd-0,2 
125 
115 
90 
140 
120 
95 
Ni+Pd-0,05 
Ni+Pd-0,1 
Ni+Pd-0,2 
135 
130 
110 
150 
135 
135 
Ni+Mn+Pd-0,05 
Ni+Mn +Pd-0,1 
Ni+Mn +Pd-0,2 
120 
110 
100 
130 
115 
105 

35
7-кестеде ауа қатынасы:пропан 60:20 арқылы пропанның толық тотығу 
реакциясында блокты металл катализаторларды сынау нәтижелері берілген. 
Белсенді фазаның құрамы 5 %-дан 20 %-ға дейін өзгерді. № 1 Co-Ni 
катализаторда (5%) 250-ден 700
о
С-қа дейінгі температураның өзгеруімен 
көміртегі диоксидінің шығуы 14,8-ден 37,0 %-ға дейін артады. Белсенді 
фазаның құрамының ұлғаюымен СО
2
шығуында айқындалған пропанның 
айналу дәрежесі 100%-ға дейін артады және белсенді фазаның 20% 
катализаторында көмірқышқыл газының шығуы 300
о
С кезінде 100 %-ға тең. 
Демек, катализатордың белсенділігі белсенді металдар құрамының 
ұлғаюымен өседі. 
СО
2
-ның жоғары шығымы кезінде жоғары температураларда пропанның 
толық тотығу үрдісі қарқынды өтеді. Осы блокты металл катализаторлары 
метанның толық тотығуы реакциясында 150-300
о
С температура интервалында 
сыналды және 9:1 ауа:метан қатынасында. Белсенді фазаның құрамы 5%-дан 
20%-ға дейін өзгерді. 8-кестеде блоктық металл катализаторларды ауамен 
қоспадағы метанның толық тотығу реакциясында сынау нәтижелері берілген.
№1 Co-Ni катализаторында (5%) реакция осы температуралық 
интервалда мүлдем болмайды, катализаторда 10%-дан бастап реакция тек 
200°С кезінде ғана басталады, 300°С кезінде СО
2 
максималды шығуы 38 %-ға 
тең. Белсенді фазаның құрамының ұлғаюымен, СО
2
шығуында айқындалған 
метанның айналу дәрежесі 99,8 %-ға дейін артады. Және белсенді фазаның 
20% катализаторында көмірқышқыл газының шығуы 300°С кезінде 100 %-ға 
тең. Метан үшін, сондай-ақ, пропан үшін катализатордың белсенділігі 
белсенді металдардың құрамының ұлғаюымен өседі. 
Кесте 7 – 250-500
о
С температура аралығында әртүрлі катализаторларда 
пропанның толық тотығуы 
Катализатор 
Ауа қатынасы: пропан 
Температура, 
о
С 
Шығыс СО
2
№ 1 
Co-Ni (5%) 
60 :20 
60 :20 
60 :20 
60:20 
60:20 
250 
300 
350 
400 
500 
14,8 % 
15,8 % 
21,2 % 
34,0 % 
37,0 % 
№ 2 
Co-Ni (10%) 
60 :20 
60 :20 
60 :20 
60 :20 
200 
250 
300 
350 
20,0 % 
48,0% 
49,0% 
76,0 % 
№ 3 
Co-Ni (15%) 
60 :20 
60 :20 
60 :20 
60 :20 
200 
250 
300 
350 
28,0 % 
63,0% 
74,0% 
89,0 % 
№ 4 
Co-Ni (20%) 
60 :20 
60 :20 
60 :20 
60 :20 
200 
250 
300 
350 
34,0 % 
78,0% 
84,0% 
100,0 % 

36
СО
2
-ның жоғары шығымы кезінде жоғары температураларда пропанның 
толық тотығу үрдісі қарқынды өтеді. 
Осы блокты металл катализаторлары метанның толық тотығуы 
реакциясында 150-300
о
С температура интервалында сыналды және 9:1
ауа:метан қатынасында. Белсенді фазаның құрамы 5%-дан 20%-ға дейін 
өзгерді. 8-кестеде блоктық металл катализаторларды ауамен қоспадағы 
метанның толық тотығу реакциясында сынау нәтижелері берілген.
№1 Co-Ni катализаторында (5%) реакция осы температуралық 
интервалда мүлдем болмайды, катализаторда 10%-дан бастап реакция тек 
200
о
С кезінде ғана басталады, 300
о
С кезінде СО
2 
максималды шығуы 38%-ға 
тең. Белсенді фазаның құрамының ұлғаюымен, СО
2
шығуында айқындалған 
метанның айналу дәрежесі 99,8%-ға дейін артады. Және белсенді фазаның 
20% катализаторында көмірқышқыл газының шығуы 300
о
С кезінде 100%-ға 
тең. Метан үшін, сондай-ақ, пропан үшін катализатордың белсенділігі 
белсенді металдардың құрамының ұлғаюымен өседі. 
Метанның толық тотығуы үшін пропанның толық тотығуы секілді, 
сондай-ақ Co-Ni (20%) құрамының катализаторы да белсенді болып табылады, 
150
о
С температурасының 300
о
С-қа дейін өсуімен СО
2
шығымы 99,8%-ға дейін 
артады.
Метанның толық тотығу үрдісінің оңтайлы температурасы 300
о
С-қа тең 
температура болып табылады. Осы температурада барлық катализаторларда 
ең жоғары шығулары байқалады. 
 
Кесте 8 – 150-300
о
С температуралар аралығында әртүрлі 
катализаторларда метанның толық тотығуы 
Катализатордың 
номері 
Ауа 
қатынасы:метан 
Температура, 
о
С 
Шығыс СО
2
№ 1 
Co-Ni 
9:1 
9:1 
9:1 
9:1 
150 
200 
250 
300 
Катализатор белсенді 
емес 
№ 2 
Co-Ni (10%) 
9:1 
9:1 
9:1 
9:1 
150 
200 
250 
300 
Реакция жүрмейді 
25,1 % 
35,3 % 
38,0 % 
№ 3 
Co-Ni (15%) 
9:1 
9:1 
9:1 
9:1 
150 
200 
250 
300 
25,0 % 
52,9 % 
70,0 % 
88,7 % 
№ 4 
Co-Ni (20%) 
9:1 
9:1 
9:1 
9:1 
150 
200 
250 
300 
33,1 % 
52,7 % 
81,2 % 
99,8 % 

37
Катализаторлардың 
белсенділігі 
200-ден 
600
о
С-қа 
дейінгі 
температуралық интервалда анықталды. Катализатор белсенділігінің 
сипаттамасы (

) CO, келесі теңдеумен (14) анықталады:

= С
баст
-С
соң

С
баст

100 % (14) 
Мұндағы, С
баст
және С
соң 
-сынама көлеміндегі реагенттің бастапқы және 
соңғы концентрациясы (мысалы, пропан немесе көміртегі тотығы) 
көрсетілген. 
Талдау нәтижелері синтезделген катализаторларды пайдалану, CO 
құрамын 97%-дан (25
о
С -та) 0%-ға дейін, CH
x
92%-дан (25
о
С-та) 4%-ға дейін 
(300
о
С-та) төмендететінін көрсетеді.

жүктеу/скачать 3.84 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: