صفحه نخست » فناوری قابل عرضه » طرح های پیشنهادی » فناوری تولید کاتالیست شیفت دما پایین(LTSC)

در واحدهای تولید آمونیاک و اغلب واحدهای تولید هیدروژن، فرایند تبدیل گاز CO به CO2 (واکنش شیفت گاز-آب) در دو مرحله انجام می‌شود:

(الف) مرحله اول: شیفت دما بالا  (HTS) و (ب) مرحله دوم: شیفت دما پایین(LTS).

یکی از بخش‌های کاتالیستی واحدهای تولید آمونیاک، بخش واکنش تبدیل دما پایین CO است. با توجه به تعداد واحدهای فعال و در ­دست اجرای آمونیاک در کشور، دستیابی به دانش­فنی ساخت این کاتالیست و تولید تجاری آن بر اساس دانش بومی و  با همکاری سایر مؤسسات می‌تواند گامی بلند در خودکفایی ایران در بخش این دسته از کاتالیست­ها باشد. لذا هدف از اجرای این طرح، ساخت و توسعه دانش­فنی کاتالیست تبدیل دما پایین مونوکسید­ کربن برای نیل ­به حداکثر فعالیت، گزینش‌پذیری و طول­عمر قابل­رقابت با کاتالیست تجاری برای واحدهای آمونیاک و واحدهای تولید هیدروژن (در پالایشگاه­ها) می‌باشد.

 

مشخصات فنی فناوری تولید کاتالیست شیفت دما پایین(LTSC)

در واحدهای تولید آمونیاک و اغلب واحدهای تولید هیدروژن، فرایند تبدیل گاز CO به CO2 (واکنش شیفت گاز-آب) در دو مرحله انجام می‌شود: (الف) مرحله اول: شیفت دما بالا (HTS) و (ب) مرحله دوم: شیف دما پایین (LTS)

واکنش شیفت گاز-آب زمانی اقتصادی است که به تعادل کاملاً نزدیک باشد. کاتالیست شناخته شده بر پایه مس قادر است واکنش را در دمای C°200 به تعادل برساند. درصد CO نباید در خروجی راکتور LTS، بیش از 0.1-0.3Vol% باشد. هرچه میزان CO در خروجی کمتر باشد باعث تولید بیشتر H2 بر طبق واکنش شیفت گاز- آب شده

CO + H2O = CO2 + H2

و همچنین باعث مصرف کمتر هیدروژن در راکتور تبدیل به متانول (Methanation) که در مرحله بعد قرار دارد، می‌گردد. برای عاری کردن کامل گاز فرایندی، از CO باقیمانده (مونوکسید کربن سم کاتالیست تولید آمونیاک محسوب می‌شود) این گاز بایستی در راکتور بعدی از طریق واکنش متاناسیون به متان تبدیل ‌شود.

CO + 3H2= CH4 + H2O

معلوم شده که کاهش 0.1% در غلظت CO باقیمانده، منجر به تولید 1% آمونیاک بیشتر، می‌شود. واکنش شیفت گاز آب، یک واکنش برگشت‌پذیر و گرمازا است و با کاهش دمای راکتور(دمای خروجی) و افزایش نسبت steam/gas می‌توان غلظت تعادلی CO باقیمانده را کاهش داد.

کاتالیست LTS شرکت پژوهش و فناوری دارای ترکیبی از اکسیدهای فلزات Cu، Zn و Al است که براساس تکنولوژی نیترات-کربنات تهیه می‌شود. این تکنولوژی باعث ارتقاء پیش­ماده کاتالیست به فاز مطلوب و نهایتاً منجر به ساختار کریستالی مورد نیاز کاتالیست می‌گردد. این کاتالیست دارای فعالیت بالا و پایدار، قابلیت بهره‌برداری طولانی­مدت و مقاومت مکانیکی بالا می‌باشد.

این کاتالیست بایستی افزایش دمای ناگهانی و کوتاه­مدت دما را، حتی تا دمای C°350 به مدت چند ساعت تحمل کند؛ بدون آنکه کاهش محسوسی در فعالیت آن ایجاد شود.

در جدول 1 مشخصات کاتالیست شیفت دما پایین شرکت پژوهش و فناوری ارایه شده است

جدول 1. مشخصات کاتالیست LTS شرکت پژوهش و فناوری

 

f