Соотношение Бренстеда-Поляни и его применение для предвидения каталитического действия

2.5. Промышленные катализаторы
В настоящее время отечественные производители наладили выпуск катализаторов с более продолжительным сроком эксплуатации. К таким катализаторам относятся НТК-4У, НТК-10А и НТК-8. Катализатор НТК-4У применяется для проведения каталитического процесса конверсии моноксида углерода с водяным паром при температуре 200–300 °C, давлении до 3,0 МПа, соотношении пар:газ, равном 0,4–0,8, объемной скорости 2000–3000 ч^–1 по сухому конвертированному газу, объемной доле СО в исходном газе не более 2,0–3,5 %. Он обеспечивает остаточное содержание моноксида углерода в конвертированном газе не более 0,5 % об. Катализатор состоит в основном из оксидов меди (CuO), цинка (ZnO), алюминия (Al₂O₃), хрома (Cr₂O₃) и выпускается в виде цилиндрических гранул (таблеток).
Катализатор НТК-8 является наиболее эффективным из катализаторов подобного типа. Например, по сравнению с НТК-4, его активность и стабильность выше в 2–3 раза. Кроме того, катализатор способен сохранять свою активность после перегревов в реакционной среде до 550 С. Большим преимуществом НТК-8 является его бифункциональная способность:
– ускорять реакцию конверсии моноксида углерода с водяным паром, начиная с 200 С;
– поглощать каталитические яды своим лобовым слоем, предохраняя от отравления основную массу катализатора, значительно удлиняя срок его службы.
НТК-10А (медь-цинк-алюминиевый) используется в технологической линии синтеза аммиака в агрегате с единичной мощностью 3 тыс.т./сутки для процессов средне- и низкотемпературной конверсии моноксида углерода водяным паром. НТК-10А по своим основным показателям – активности, стабильности, пористости, насыпной плотности превосходит катализатор НТК-4.
Можно отметить новые модификации катализаторов низкотемпературной конверсии моноксида углерода, разработанные Новомосковским институтом азотной промышленности, – НТК-10-2ФМ (НИАП-06-03) и НТК-10-2ЛФ (НИАП-06-04), обладающие повышенной активностью. Оптимальный режим восстановления катализатора предусматривает его активацию в течение 32–36 часов.
Выпускают также трех- и четырехкомпонентные катализаторы конверсии моноксида углерода: медь-цинк-алюминиевый марки ГСНК-2 и медь-цинк-алюмо-кальциевый марки КСО-С.
Из серии среднетемпературных катализаторов конверсии моноксида углерода с водяным паром заслуживают внимания катализаторы серии СТА и СТК-СМТ, СТК-СМФ, проявляющие активность при 200-450 С, предназначенные для использования в первой ступени конверсии СО в агрегатах синтеза аммиака. Катализатор СТА используют вместо катализатора СТК. По своим свойствам он близок к катализатору НТК-8, в том числе обладает бифункциональной способностью: сохраняет свою активность после перегревов в реакционной среде до 600 С. Использование пары катализаторов СТА–НТК-8 в аммиачных агрегатах вместо СТК–НТК-4 позволяет в течение 4–5 лет без перегрузки получать остаточное содержание моноксида углерода 0,1–0,2 % об. (вместо 0,4 % об. при использовании НТК-4 и СТК, срок службы которых около 2-х и 4-х лет, соответственно) и экономить при этом 20–30 м³ природного газа на 1 т аммиака.
Железохромовые катализаторы СТК–СМТ и СТК–СМФ содержат в качестве промотора соединения меди, что повышает их активность при более высоких рабочих температурах, практически не катализируют побочные реакции и могут эксплуатироваться при пониженных соотношениях пар:газ.

2. 
   Технология катализаторов синтеза аммиака