Реакция сдвига фаз вода-газ

Реакция сдвига фаз вода-газ (Каталитическая конверсия монооксида углерода водяным паром) — химическая реакция превращения монооксида углерода и водяного пара в диоксид углерода и водород. Эта реакция обычно используется в промышленности для обогащения синтез-газа водородом. Реакция была открыта и описана в 1780 году итальянским физиком Феличе Фонтана^[1].

Уравнение реакции:

CO + H₂O ⇌ CO₂ + H₂

Реакция является экзотермической (энтальпия равна −41,2 кДж/кмоль^[2]). Равновесие реакции сильно зависит от температуры и константа равновесия уменьшается с повышением температуры, то есть более высокое образование водорода наблюдается при более низких температурах. В зависимости от температуры и используемых катализаторов различают:

Высокотемпературный сдвиг (ВТС) — происходящий при 350—550 °С^[3], что позволяет снизить содержание СО до 2-4 % ^[2];
Среднетемпературный сдвиг (СТС) — происходящий при температуре 280—360 °С^[3];
Низкотемпературный сдвиг (НТС) — происходящий при температуре 180—270 °С^[3], позволяющий снизить содержание СО до 0,1-0,3 %^[2].

Катализатором, обычно используемым в промышленности для проведения высокотемпературной конверсии монооксида углерода, является железо-хромовый катализатор. Обычно поставляется в виде окисленного Fe₂O₃ с примесью CrO₃. Для активации катализатор требует восстановления (с использованием технологического газа) до активной формы (Fe₃O₄).

ПримечанияПравить

↑ Панайотис, Смирниотис , Реакция конверсии водяного газа: исследовательские разработки и приложения , Амстердам, ISBN 978-0-444-63353-8 , OCLC 911032841 .
↑ ¹ ² ³ М. В. Твигг: Справочник по катализаторам (2-е изд.). Вулф, 1989. ISBN 0-7234-0857-2. (англ.).
↑ ¹ ² ³ А. Алиджани , А. Иранха , Среднетемпературные катализаторы сдвига для очистки водорода в одноступенчатом реакторе, «Химическая инженерия и технология», 36, Вулф, 2013, стр. 209—219, ISBN 0-7234- 0857-2 (английский) .

СсылкиПравить

См. такжеПравить

Паровая конверсия
генераторный газ
водяной газ
смешанный газ

синтез-газ

[1] Панайотис, Смирниотис , Реакция конверсии водяного газа: исследовательские разработки и приложения , Амстердам, ISBN 978-0-444-63353-8 , OCLC 911032841 .

[Твигг-2] ¹ ² ³ М. В. Твигг: Справочник по катализаторам (2-е изд.). Вулф, 1989. ISBN 0-7234-0857-2. (англ.).

[автоссылка1-3] ¹ ² ³ А. Алиджани , А. Иранха , Среднетемпературные катализаторы сдвига для очистки водорода в одноступенчатом реакторе, «Химическая инженерия и технология», 36, Вулф, 2013, стр. 209—219, ISBN 0-7234- 0857-2 (английский) .

[1]

[2]

[3]