SU47633A1 - Method of converting carbon monoxide to dioxide - Google Patents
Method of converting carbon monoxide to dioxideInfo
- Publication number
- SU47633A1 SU47633A1 SU142378A SU142378A SU47633A1 SU 47633 A1 SU47633 A1 SU 47633A1 SU 142378 A SU142378 A SU 142378A SU 142378 A SU142378 A SU 142378A SU 47633 A1 SU47633 A1 SU 47633A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- carbon monoxide
- gas
- equilibrium
- water
- catalysts
- Prior art date
Links
Landscapes
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Description
Преобразование окиси углерода или газов, содержащих окись углерода в двуокись , в присутствии вод ного пара, должно, в виде конечного продукта, согласно уравненийThe conversion of carbon monoxide or gases containing carbon monoxide to dioxide, in the presence of water vapor, must, in the form of the final product, according to
СО + СОз + На + 10400 кал., (так называемое равновесие вод ного газа), производить углекислоту и водород . Величины констант равновеси известны дл температур области от 300 до 1000°. Из этих величин вствует что при более низких температурах самыми неизменными составны|ии част ми равнов.еси вод ного газа вл етс углекислота| и водород, при более высоких температурах - окись углерода и вод ной пар. Техника поэтому всегда стремилась выбирать температуру преобразовани врзможно ниже в том случае , если требовалось добывание водорода . В виду того, однако, что с понижающейс температурой установление равновеси все более замедл етс до полного прекращени его, вл етс необходимость ускор ть реакцию при помощи катализаторов. Однако, также и этим путем удавалось в крупной промышленности достигать более низких пределов, чем около 400°, при которых приблизительно 10% окиси углерода продолжает оставатьс в равновесии. ВотСО + СОЗ + Na + 10400 cal., (The so-called equilibrium of water gas), to produce carbon dioxide and hydrogen. The equilibrium constant values are known for temperatures in the region from 300 to 1000 °. Of these values, it is clear that at lower temperatures, the most unchanged components and parts of an equilibrium water gas are carbon dioxide | and hydrogen, at higher temperatures — carbon monoxide and water vapor. Technique has therefore always strived to choose the conversion temperature that could be lower if hydrogen extraction was required. In view of the fact that, with decreasing temperature, the establishment of equilibrium slows down more and more until it stops, it is necessary to accelerate the reaction with the help of catalysts. However, in this way too, it has been possible in large-scale industry to reach lower limits than about 400 °, at which approximately 10% of carbon monoxide continues to remain in equilibrium. Here is
235)235)
причина того, почему, нар ду с применением катализаторов, которыми достигаетс исключительно ускорение установлени равновеси , перешли к: сдвигу самого положени равновеси , т. е. к изменению процентного отнощени наход щихс в равновесии веществ, участвующих в реакции. Эта цель достигаетс путем обработки окиси углерода большими излишками, вод ного пара. Если бы, однако, поставить себе задачу таким образом понизить содержание окиси углерода, чтрбы только незначительные количества ее оставались неизменными в состо нии равновеси , то даже при сравнительно низких температурах потребовалс бы такой излишек вод ного пара, что этот способ оказалс бы непригодным по чисто экономическим соображени м. Другим путем можно сдвинуть состо ние равновеси таким образом, что понижают напр жение углекислоты. В известных способах этого рода углекислота постепенно вытесн етс из. равновеси путем соединени ее с известью . Также и в подобной обработке пользуютс главным образом каталитическим ускорением реакции, а именно, ранее примен ли в особенности катализаторы группы железа. Впоследствии;The reason why, along with the use of catalysts, which exclusively achieved the acceleration of equilibrium, went to: a shift in the equilibrium position itself, i.e., a change in the percentage ratio of equilibrium substances involved in the reaction. This goal is achieved by treating carbon monoxide with large amounts of water vapor. If, however, we set ourselves the task of reducing the carbon monoxide content in such a way that only insignificant quantities of it remained unchanged in the state of equilibrium, even at relatively low temperatures would such an excess of water vapor be required that this method would be unsuitable for purely economic reasons. Considerations m. Another way is to shift the state of equilibrium in such a way that it lowers the carbon dioxide tension. In the known methods of this kind, carbon dioxide is gradually displaced from. balance by combining it with lime. Also, in such a treatment, the catalytic acceleration of the reaction is mainly used, namely, iron-type catalysts were previously used in particular. Afterwards;
было предложено пользоватьс , в качестве катализатора, окисью магни . При выполнении этого способа на практике примен ютс печи, наполненные доломитом . Таким образом приход т к тому же остатонно иу количеству окиси углерода с меньшим излишком количества воды, в сравнении с теоретически потребным , как если бы обработка пропррисходила без поглощени углекислоты , с большим излишком пара. Однако, при такого рода способах известь или содержаща с в доломите известь, принимает участие в реакции в стехиометрических количествах, вследствие чего необходимо образовавшуюс углекислую известь между двум периодами газообразовани подвергать обжигу, чтобы регенерированием ее получить окись кальци и печь -охладить затем до температуры ре,акции. При таком состо нии техники, изобретатель насто щего способа ввел группу катализаторов дл каталитического оки-слени вод ного газа, , состо щих из смеси окиси магни щелочной углекислой соли и угл . При помощи этих в высшей степени активных катализаторов , в особенности пригодных дл переобразовани ССЗ при помощи вод ного пара, может быть достигнуто пол ейщее положение -равновеси вплоть до областей температур, в которых достаточны экономически выгодные избытки вод ного пара, чтобы понизить содержание СО до количества, удовлетворительного дл многих надобностей. При пользовании этими катализаторами понижение напр жени углекислоты, путем непрерывного удалени ее при помощи св зывающих ее веществ, оказываетс излишним. Можно считать, что уголь, содержащийс в катализаторе , не производит этого действи , так как и катализаторы с Содержанием угл неприменимы дл непрерывного производства без периодического регенерировани или без питани углем.it has been proposed to use, as a catalyst, magnesium oxide. When performing this method, kilns filled with dolomite are used in practice. Thus, it comes to the same residual amount of carbon monoxide with a smaller excess of water, in comparison with the theoretically required amount, as if the treatment was carried out without absorbing carbon dioxide, with a large excess of steam. However, with such methods, lime or lime containing in dolomite takes part in the reaction in stoichiometric quantities, as a result of which carbonate lime between the two gas generation periods must be calcined so as to regenerate calcium oxide and cool the furnace to a temperature pe, stock In this state of the art, the inventor of this method introduced a group of catalysts for catalytic oxide-water gas, consisting of a mixture of magnesium oxide and an alkali carbonate and carbon. By using these highly active catalysts, especially those suitable for transforming CVDs with water vapor, a positive position can be achieved - equilibrium up to temperature regions in which cost-effective excess water vapor is sufficient to reduce the CO content to satisfactory for many needs. When using these catalysts, lowering the carbon dioxide voltage, by continuously removing it with the help of its bonding agents, is superfluous. It can be considered that the coal contained in the catalyst does not produce this action, since carbon-containing catalysts are not applicable to continuous production without periodic regeneration or without coal feed.
Сообразно изобретению, преобразование окиси углерода с вод ным паром, при применении смеси из окиси магни и углерода и в особенности углекислого кали в качестве катализатора, производитс под давлением сверх атмосферы .,According to the invention, the conversion of carbon monoxide with steam, using a mixture of magnesium oxide and carbon, and especially potassium carbonate as a catalyst, is produced under pressure above the atmosphere.
Так как реакци вод ного газа производитс в обоих направлени х без изменени числа молекул и объема, равновесие остаетс независимым от давлени . Тем не менее техника, с целью экономии в пространстве и в вод ном паре, перешла уже к преобразованию окиси углерода с вод ным паром под давлением от 4 до 40 атм. и свыше (герм, патент № 271516).Since the reaction of the aqueous gas is carried out in both directions without changing the number of molecules and the volume, the equilibrium remains independent of pressure. Nevertheless, in order to save space and water vapor, the technology has already been converted to carbon monoxide with water vapor under pressure from 4 to 40 atm. and above (Germ, patent number 271516).
Таким путем достигаетс соответственное уменьшение объема газа, обратно пропорционального давлению, значит, при давлении, примерно, в 5- 1/5 атм. При равной пропускной способности исход щий газ, таким образом, в п ть раз дольше остаетс в соприкосновении с катализатором, чем достигаетс полное установление равновеси при более низких тнмпературах и при наличном количестве аппаратуры; химический оборот за единицу времени увеличиваетс .In this way, a corresponding decrease in the volume of gas, inversely proportional to pressure, is achieved, which means that at a pressure of about 5-1 / 5 atm. With equal capacity, the outgoing gas thus remains five times longer in contact with the catalyst than to achieve full equilibrium at lower temperatures and with the available equipment; chemical turnover per unit of time increases.
Нар ду с преимуществами применени повышенного давлени существуют однако, при п роцессе обработки с известными катализаторами и довольно крупные недостатки.Along with the advantages of using pressure, there are, however, with a treatment process with known catalysts, and quite large disadvantages.
Прежде всего науглероживание, согласно уравнению 2Сб С - - СО, при повышенном давлении увеличиваетс . Так как два объема начального газа переход т в один объем конечного газа, эта реакци зависит в том смысле от давлени , что с повышением его увеличиваетс образование углерода. На самом деле, если преобразование окиси углерода в присутствии вод ного пара производитс при помощи катализаторов группы железа при низких температурах под давлением сверх атмосферы, выделение углерода становитс настолько значительным, что в кратчайшее врем засор ютс газовые пути и катализатор оказываетс непригодным. В противоположность этому при приЛ1енении катализаторов соединени MgO-|-углекисла щелочь -|-С, даже при благопри тных температурах дл преобразовани СО в COj и HZ, науглероживание не имеет места и тогда, когда обработк-а производитс при давлении сверх атмосферы. Процесс реакции + СО2 слева направо практически задерживаетс тем, что углеродFirst of all, carburization, according to the equation 2Cb C - - CO, increases with increasing pressure. Since the two volumes of the initial gas are transferred to one volume of the final gas, this reaction depends in the sense of pressure, that with an increase in it the formation of carbon increases. In fact, if carbon monoxide conversion in the presence of water vapor is performed using iron-group catalysts at low temperatures under pressure above the atmosphere, carbon emissions become so significant that the gas paths become clogged in the shortest time and the catalyst becomes unsuitable. In contrast, with the addition of catalysts for the compound MgO- | -carbonic alkali - | -C, even at favorable temperatures for converting CO to COj and HZ, carburization does not take place even when the treatment is performed at a pressure above the atmosphere. The reaction process + CO2 from left to right is practically delayed by the fact that carbon
и без того находитс в контактной массе.is already in the contact mass.
Далее повышение давлени благопри тствует образованию метана. Как при непосредственном синтезе jis водорода и окиси углерода, так ипри синтезе из водорода и углекислоты образуетс метан при уменьшении объема. В результате повышени давлени следует теоретически ожида:ть сдвига равновеси в пользу образовани метана . На самом деле образуетс метан при каталитическом процессе вод ного газа с применением металлических катализаторов в пределах температур, благопри тных дл преобразовани окиси углерода в COg и Hj, если это преобразование производитс под давлением. Удивительно, однако, что этот недостаток практически парализуетс при применении упом нутых смешанных катализаторов . Так, напримериьЯри давлени х в 4-6 атм. метан йК образуетс даже при температурах ниже 400° до тех пор, пока температура в катализаторе остаетс пдсто нной. Taким образом , вследствие совместного действи специальных катализаторов и давлении сверх атмосферы, при образовании окиси углерода в присутствии вод ного пара, удалось получить не достигнутый до сих пор технический результат громадного значени . ТолыД) благодар этой комбинации возможно будет полностью использовать особенные свойства упом нуть1х катализаторов, позвол ющие достичь полного установлени равновеси еще в пределах температур ниже 400° и 380° тем, что неизбежно наступающее понижение скорости уравновешиваетс повышением давлени . Если, таким образом, даже незначительна часть преобразовани будет произведена в пределах температур, благопри тных дл равновеси вод ного газа, т. е. с наибольшей экономичностью в отношении потребности вод ного пара, то получаютс оптимальные результаты . Дл этой цели рекомендуетс производить преобразование в две (или несколько) рабочих смены из которых перва проходит в пределах температур 400-500°, втора (или последн ) в пределах 400-320 На больших установках выгодней производить это преобразование в двух или нескольких ступен х с применением специальных кои. тактных печей дл каждой с гупеви с промежуточно включенными аппаратами дл обмена теплоты. Таким образом , возможно будет высокую температуру отход щей из первой контактной печи (или первых контактных печей) катализированной газовой смеси использовать дл подогревани начально исходных газов, вместо того, .чтобы, вследствие увеличивающегос охлаждени отдельных печей до самой низкой температуры реакции, потер ть ее в форме лучистой теплоты.Further increase in pressure favors the formation of methane. As with the direct synthesis of jis of hydrogen and carbon monoxide, methane is formed in the synthesis of hydrogen and carbon dioxide with a decrease in volume. As a result of the increase in pressure, one should theoretically expect: an equilibrium shift in favor of methane formation. Methane is actually formed by a catalytic process of water gas using metal catalysts within temperatures that are favorable for converting carbon monoxide to COg and Hj, if this conversion is carried out under pressure. Surprisingly, however, this disadvantage is almost paralyzed with the use of the aforementioned mixed catalysts. So, for example, pressure at 4-6 atm. Methane iK is formed even at temperatures below 400 ° C as long as the temperature in the catalyst remains constant. Thus, due to the joint action of special catalysts and the pressure above the atmosphere, with the formation of carbon monoxide in the presence of water vapor, it was possible to obtain a technical result that has not been achieved so far. Plains), due to this combination, it will be possible to fully utilize the special properties of the mentioned 1 catalysts, which make it possible to achieve complete equilibrium even at temperatures below 400 ° and 380 ° in that the inevitable reduction in speed is balanced by an increase in pressure. If, thus, even a small part of the conversion is carried out within the temperature range favorable to the equilibrium of the water gas, i.e. with the greatest economy in terms of the demand for water vapor, then optimal results are obtained. For this purpose, it is recommended to convert into two (or several) work shifts, of which the first takes place within the temperature range of 400-500 °, the second (or last) within 400-320 On large installations it is more advantageous to perform this conversion in two or more steps with the use of special koi. tact furnaces for each of the gudeans with intermediately switched on apparatus for the exchange of heat. Thus, it is possible to use the catalyzed gas mixture exhaust gas from the first contact furnace (or first contact furnaces) to heat the initial source gases instead of losing it to the lowest reaction temperature due to the increasing cooling of individual furnaces to the lowest reaction temperature. form of radiant heat.
На чертеже, дл примера, схематически изображена установка, предназначенна дл выполнени способа.In the drawing, for example, a plant is schematically depicted for performing the method.
/ собирательный бак, из которого исходный газ, примерно вод ной газ, через компрессор 2 проводитс в впрыскивающую башню 5, наполненную кольцами системы Рашига, чтобы через трубопровод 10 с паром проходить приспособлени 4 к 5 дл теплообмена. Подогрета до соответственной температуры смесь из вод ного газа с паром переходит в контактную печь 6, где происходит первое преобразование при температурах между 400-500°. Катализатором служит в этом случае, примерно , каустически обожженный магнезит и мелко измолотый кальцинированный углекислый калий в отношени х 3:1 до 5 :1, причем на одну часть этой смеси приходитс от 3 до 5 частей древесного угл . Эта смесь в мелко измолотом состо нии с вод нистой асфальтовой эмульсией формируетс в зернистом виде и нагреваетс в безвоздушном пространстве до 600-800. Затем полученную смесь подвергают воздействию пара так, чтобы 1,5-2 объемных части вод ного пара приходились на каждую объемную часть окиси углерода исходного газа, и вкладывают эту смесь сверху в печь 6 с такой температурой , чтобы контактна масса, вследствие экзотермической реакции, нагрелась до 500°. Выход ща снизу из контактной печи 6 катализированна газова смесь проводитс через теплообменник 5, где она, прохода в противотоке к подводимому сверху исходному газу, охлаждаетс до температуры, с которой онаThe collecting tank, from which the source gas, approximately water gas, is led through the compressor 2 to the injection tower 5 filled with Raschig rings so that heat transfer devices 4 to 5 can be passed through pipe 10 with steam. Heated to the appropriate temperature, the mixture from water gas with steam passes into contact furnace 6, where the first conversion takes place at temperatures between 400-500 °. In this case, the catalyst is caustically calcined magnesite and finely ground calcined potassium carbonate in ratios 3: 1 to 5: 1, with 3 to 5 parts of charcoal per part of this mixture. This mixture, in a finely milled state with a watery asphalt emulsion, forms in a granular form and is heated in an airless space to 600-800. Then, the resulting mixture is exposed to steam so that 1.5-2 volume parts of water vapor fall on each volume part of the carbon monoxide of the source gas, and put this mixture on top of the furnace 6 with such a temperature that the contact mass, due to the exothermic reaction, is heated up to 500 °. The catalyzed gas mixture emerging from the bottom of the contact furnace 6 is passed through a heat exchanger 5, where it is cooled to the temperature at which it passes through the countercurrent to the top gas supplied from above.
должна войти во вторую контактную печь 7 дл того, чтобы контактна масса достигла конечной ; температуры в 320. Отсюда катализированна газова смесь, освобожденна от окиси углерода до самого незначительного остатка, проводитс через теплообменник 4, который она проходит в противотоке к выходному газу, и далее в охладительную башню 8, наполненную кольцами системы Рашига, где избыточный вод ной пар конденсируетс посредством вбрызгивани охлаждающей воды. В зависимости от рабочего давлени получаетс при этом вода температуры от 120 до 180°. Эта гор ча вода при помощи насоса 9 накачиваетс на вбрызгивающую башню 3, в которой происходит предварительное насыщение выход щего газа водой так, что только часть вод ного пара, потребного дл преобразовани , должна добавочно проводитьс в трубопровод JO. Вытекающую из конденсатора 8 гор чую, наход щуюс под давлением, воду, можно также снизить в давлении и употребитьmust enter the second contact furnace 7 in order for the contact mass to reach the final one; temperatures in 320. From here, the catalyzed gas mixture, freed from carbon monoxide to the smallest residue, is passed through a heat exchanger 4, which it passes in countercurrent to the output gas, and then into a cooling tower 8 filled with Raschig rings, where excess water vapor condenses by spraying cooling water. Depending on the working pressure, water is obtained at a temperature of from 120 to 180 °. This hot water is pumped by pump 9 onto the spray tower 3, in which the outgoing gas is pre-saturated with water so that only a fraction of the water vapor required for the conversion must be additionally carried to the JO pipeline. Hot, pressurized water flowing from condenser 8 can also be reduced in pressure and consumed.
пар либо дл генераторов вод ного газа установки, либо как питательную воду дл паровых котлов. Все оборудование находитс под давлением сверх атмосферы примерно от 1 до 20 атм., преимущественно же от 6 до 7 атм.steam, either for gas water generators or as feed water for steam boilers. All equipment is under pressure above the atmosphere from about 1 to 20 atm., Mostly from 6 to 7 atm.
Предмет изобретени .The subject matter of the invention.
1.Способ преобразовани окиси углерода или газовых смесей, содержащих окись углерода в двуокись, в присутствии вод ного пара, отличающийс тем, что преобразование производ т под давлением сверх атмосферы при температурах ниже 500° применением катализатора, состо гисего из окиси магни , углерода и углекислой щелочи, в особенности углекислого кали .1. A method for converting carbon monoxide or gas mixtures containing carbon monoxide to dioxide in the presence of water vapor, characterized in that the conversion is performed under pressure over the atmosphere at temperatures below 500 ° C using a catalyst consisting of magnesium oxide, carbon and carbon dioxide alkali, especially potassium carbonate.
2.Способ, согласно п. 1 отличающийс тем, что преобразование производ т в нескольких) степен х обработки, i3f коих в первой процесс ведут в прежелах температур между 400 и 500 во второй (или последней) в пределах 400 до 320°.2. A method according to claim 1, characterized in that the conversion is performed in several processing degrees, i3f of which in the first process is carried out in the former temperatures between 400 and 500 in the second (or last) within 400 to 320 °.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU142378A SU47633A1 (en) | 1934-02-17 | 1934-02-17 | Method of converting carbon monoxide to dioxide |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU142378A SU47633A1 (en) | 1934-02-17 | 1934-02-17 | Method of converting carbon monoxide to dioxide |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU47633A1 true SU47633A1 (en) | 1936-06-30 |
Family
ID=48360693
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU142378A SU47633A1 (en) | 1934-02-17 | 1934-02-17 | Method of converting carbon monoxide to dioxide |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU47633A1 (en) |
-
1934
- 1934-02-17 SU SU142378A patent/SU47633A1/en active
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3959972A (en) | Power plant process | |
| US3962300A (en) | Process for producing methanol | |
| CN101392192A (en) | Conversion of coke oven gas carbon dioxide and gas-based shaft kiln directly reduced iron production method | |
| CN107352558B (en) | A kind of device and method of blast furnace gas comprehensive utilization production synthesis ammoniuria element | |
| CN103303863A (en) | Method for producing ammonia synthesis gas from coke-oven gas | |
| GB2039518A (en) | A process and a plant for preparing a gas rich in methane | |
| JP2018521163A (en) | Total utilization adjustment method and apparatus for alkali chlorine method and Fischer-Tropsch synthesis | |
| JP2020132439A (en) | Hydrogen gas manufacturing method and manufacturing equipment line | |
| CN108298505A (en) | Processing contains H2The process integration of S sour gas while extracting sulfuric acid and sulphur | |
| US3758676A (en) | Method for recovery of elemental sulfur from sour gas | |
| CN102712469A (en) | Method for operating an IGCC power plant process having integrated CO2 separation | |
| SU47633A1 (en) | Method of converting carbon monoxide to dioxide | |
| JPS5911636B2 (en) | Method for producing gas that can be substituted for natural gas | |
| GB1566970A (en) | Process for the treatment of coke-oven gas | |
| CN203904284U (en) | System for preparing reducing gas for shaft furnace through catalysis and gasification of coal | |
| RU2070423C1 (en) | Installation for complete purification of petroleum and natural gases | |
| US3432265A (en) | Ammonia production process | |
| CN106397121A (en) | A biogas-coke oven gas combined methanol production device | |
| CN102732329A (en) | Fine coal gasification product crude synthetic gas CO sulfur-tolerant shift technology | |
| RU2827145C1 (en) | Low-cost system for production of methanol from natural gas with water saving | |
| CN106566574A (en) | Method for producing Fischer-Tropsch chemicals by using coke oven gas and converter gas | |
| CN109553508A (en) | A kind of device and method of the direct steam reformation production methanol of coal oven dithio-gas | |
| US1950981A (en) | Teeatment and purification of certain gases | |
| CN107934964A (en) | A kind of carbon dioxide method of comprehensive utilization | |
| US777848A (en) | Apparatus for the manufacture of gas. |