一种高浓度一氧化碳脱氢的方法技术

本发明专利技术公开了一种高浓度一氧化碳气体脱氢的方法，设立至少两个催化转化器，其中至少一个活化态转化器称为工作塔，送入含氢气≤1%，一氧化碳≥99%，压力≥0.3MPa的原料气，工作塔内装填有活化态复合催化剂，复合催化剂的反应为费托催化剂、变换催化剂、二氧化碳吸收催化剂三类催化剂组合；复合催化剂转化氢气与一氧化碳反应为烃类、醇类、醚类、碳酸盐，压力≥0.25MPa、氢气浓度降低到50ppm以下称为脱氢气，再送变压吸附装置提纯一氧化碳，由此获得的产品一氧化碳气体浓度达到99.9%以上的同时其中的氢气浓度低于50ppm；脱氢气中氢气浓度高于50ppm时，工作塔变成了待活化塔，切换原料气入另外的待工作塔；待活化塔采用高温蒸汽去除生成的单质碳成为气体逸出，加热分解碳酸盐分解成氧化物与二氧化碳逸出，由此恢复催化活性，恢复催化活性的待活化塔成为待工作塔；循环操作实现连续转化脱除氢气的目的。环操作实现连续转化脱除氢气的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种高浓度一氧化碳脱氢的方法


[0001]本专利技术涉及气体净化领域，特别是涉及高浓一氧化碳气体中少量氢气的脱除。

技术介绍

[0002]众所周知，工业上可用于分离一氧化碳的原料气包括：天然气和石油转化的合成气、水煤气、半水煤气以及钢铁厂、电石厂和黄磷厂的尾气等。现有一氧化碳分离提纯的主要方法是变压吸附法，我国有多家公司开发了变压吸附分离一氧化碳新技术，尤其是开发的高效吸附剂，对一氧化碳有极高吸附容量和选择性，可解决从氮或甲烷含量高的原料气中分离出高纯度一氧化碳的难题，可设计建成大型一氧化碳分离提纯装置。
[0003]目前，国内外报道的脱氢催化剂主要有Pd/Al2O3、CoMo/Al2O3等，也有基于锰系金属氧化物的脱氢剂，但这些催化剂或脱氢剂一般用于高纯氮、高纯氧以及二氧化碳等非还原性气体的脱氢净化。而对于一氧化碳还原气体存在下，该催化剂对氢气的脱除率低，一氧化碳的损失率高。中国国家专利技术专利CN971918058公开的催化氧化脱氢的方法及催化剂，在用于氢气含量10％的一氧化碳混合气体为原料，在反应温度220℃，体积空速3000h
‑1，氧气/氢气摩尔比为0.6∶1，反应压力为0.5MPa的条件下，一氧化碳的损失率高达1.5％，反应流出物中氢气的含量高达1000ppm。中国国家专利技术专利CN201110045473公开了一种种含一氧化碳气体的原料氧化脱氢的方法。通过采用含一氧化碳的气体为原料，在反应温度为80～180℃，体积空速为100～10000h
‑1，氧气/氢气摩尔比为0.5～10：1，反应压力为
‑
0.08～5.0MPa的条件下，原料与贵金属催化剂接触，原料中的氢气被氧化为水，其特征在于贵金属催化剂以钯为活性组分，以锰为助剂、以氧化铝为载体，以催化剂重量份数计，金属钯为0.003～2份，金属锰为0.005～15份，载体氧化铝为40～99.5份的技术方案，较好地解决了该问题，可将原料中的氢气脱至100％，而一氧化碳的损失率可低于0.4％，取得了较好的技术效果。
[0004]尽管如此，以上技术均采用的是有氧参与下的催化氧化脱氢，本专利技术则是在无氧参与的情况下对高浓一氧化碳气体中的少量氢气进行脱除，本专利技术不仅解决的技术问题是以往文献技术中存在的氢气脱除率低，一氧化碳损失率高的技术问题，而且提供了一种新的含一氧化碳气体脱氢的方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术采用的技术方案如下: 至少设立两个催化转化器，其中至少一个活化态转化器称为工作塔，送入含氢气≤1%，一氧化碳≥99%，压力≥0.3MPa的原料气，工作塔内装填有活化态复合催化剂，复合催化剂的反应为费托催化剂、变换催化剂、二氧化碳吸收催化剂三类催化剂组合；复合催化剂转化氢气与一氧化碳反应为烃类、醇类、醚类、碳酸盐，压力≥0.25MPa、氢气浓度降低到50ppm以下称为脱氢气，再送变压吸附装置提纯一氧化碳，由此获得的产品一氧化碳气体浓度达到99.9%以上的同时其中的氢气浓度低于50ppm；脱氢气中氢气浓度高于50ppm时，工作塔变成了待活化塔，切换原料气入另外的待工作塔；待活化塔采用高温蒸汽去除生成的单质碳成为气体逸出，加热分解碳酸盐分解成氧化物与二氧化碳逸
出，由此恢复催化活性，恢复催化活性的待活化塔成为待工作塔；循环操作实现连续转化脱除氢气的目的。
[0006]采用本专利技术的技术方案可将一氧化碳气体中的氢气脱除至50ppm以下。下面通过实施例对本专利技术作进一步的阐述，但不仅限于本实施例。
具体实施方式
[0007]实施例1：设立两个催化转化器，送入含氢气0.3%，一氧化碳99.7%，压力为0.3MPa的原料气，工作塔内装填有费托催化剂、变换催化剂、二氧化碳吸收催化剂，该复合催化剂将氢气与一氧化碳反应为烃类、醇类、醚类、碳酸盐，再将该脱氢气体送入变压吸附装置提纯一氧化碳，由此获得的产品一氧化碳气体浓度达到99.9%以上的同时其中的氢气浓度45ppm；脱氢气中氢气浓度高于50ppm时，工作塔变成了待活化塔，切换原料气入另外的待工作塔；待活化塔采用高温蒸汽去除生成的单质碳成为气体逸出，加热分解碳酸盐分解成氧化物与二氧化碳逸出，由此恢复催化活性，恢复催化活性的待活化塔成为待工作塔；循环操作实现连续转化脱除氢气的目的。
[0008]实施例2：设立三个催化转化器，送入含氢气0.5%，一氧化碳99.5%，压力为0.5MPa的原料气，工作塔内装填有费托催化剂、变换催化剂、二氧化碳吸收催化剂，该复合催化剂将氢气与一氧化碳反应为烃类、醇类、醚类、碳酸盐，再将该脱氢气体送入变压吸附装置提纯一氧化碳，由此获得的产品一氧化碳气体浓度达到99.9%以上的同时其中的氢气浓度35ppm；脱氢气中氢气浓度高于50ppm时，工作塔变成了待活化塔，切换原料气入另外的待工作塔；待活化塔采用高温蒸汽去除生成的单质碳成为气体逸出，加热分解碳酸盐分解成氧化物与二氧化碳逸出，由此恢复催化活性，恢复催化活性的待活化塔成为待工作塔；循环操作实现连续转化脱除氢气的目的。
[0009]实施例3：设立五个催化转化器，送入含氢气1.0%，一氧化碳99.0%，压力为5.0MPa的原料气，工作塔内装填有费托催化剂、变换催化剂、二氧化碳吸收催化剂，该复合催化剂将氢气与一氧化碳反应为烃类、醇类、醚类、碳酸盐，再将该脱氢气体送入变压吸附装置提纯一氧化碳，由此获得的产品一氧化碳气体浓度达到99.9%以上的同时其中的氢气浓度40ppm；脱氢气中氢气浓度高于50ppm时，工作塔变成了待活化塔，切换原料气入另外的待工作塔；待活化塔采用高温蒸汽去除生成的单质碳成为气体逸出，加热分解碳酸盐分解成氧化物与二氧化碳逸出，由此恢复催化活性，恢复催化活性的待活化塔成为待工作塔；循环操作实现连续转化脱除氢气的目的。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高浓度一氧化碳气体脱氢的方法，其特征在于至少设立两个催化转化器，其中至少一个活化态转化器称为工作塔，送入含氢气≤1%，一氧化碳≥99%，压力≥0.3MPa的原料气，工作塔内装填有活化态复合催化剂，复合催化剂的反应为费托催化剂、变换催化剂、二氧化碳吸收催化剂三类催化剂组合；复合催化剂转化氢气与一氧化碳反应为烃类、醇类、醚类、碳酸盐，压力≥0.25MPa、氢气浓度降低到50ppm以下称为脱氢...

【专利技术属性】
技术研发人员：王娟芸，杨皓，宋尉源，杨鹏，曲思霖，
申请(专利权)人：四川天人化学工程有限公司，
类型：发明
国别省市：