Reakcja konwersji CO z parą wodną,jest procesem o znaczeniu przemysłowym, znanym od 1913 roku [1, 2]. Proces ten realizowany jest w warunkach wysokotemperaturowych (350-600°C) i w warunkach niskotemperaturowych (180-250°C). Do niedawna reakcja ta była podstawowym procesem produkcji wodoru z węgla poprzez zgazowanie do CO i następnie konwersję z parą wodną. Mimo że przemysłowe wytwarzanie wodoru tą metodą zastąpiły inne procesy, takie jak: parowy reforming gazu naturalnego, częściowe utlenianie ciężkiego oleju i elektroliza wody [3], to jednak konwersja CO z parą wodną jest nadal ważnym procesem wykorzystywanym w przemyśle. Zmieniło się jedynie zastosowanie reakcji konwersji z metody przemysłowego wytwarzania wodoru w kierunku wykorzystania jej do zmiany składu substratów w wielu syntezach chemicznych.
W wysokotemperaturowej konwersji CO z parą wodną od początku stosowania tego procesu na skalę przemysłową są używane katalizatory oparte na związkach żelaza. Pomimo licznych badań nad nowymi katalizatorami do tej reakcji w dalszym ciągu ze względów eksploatacyjnych i ekonomicznych układy bazujące na tlenkach żelaza są niezastąpione.
Obecnie reakcja konwersji stanowi etap przygotowania substratów w wielu ważnych syntezach przemysłowych. Służy do usuwania CO, jeśli jego obecność jest niepożądana, tak jak w syntezie amoniaku (zatruwanie katalizatora) [4], w parowym reformingu węglowodorów alifatycznych [5], w parowej dealkilacji alkiloaromatów [6]. W innych przypadkach służy do wzbogacania mieszaniny reakcyjnej w wodór kosztem CO, co znajduje zastosowanie w produkcji metanolu, w syntezie Fischera-Tropscha [7-9]. W przypadku uwodornienia węgla wykazano, że wodór uzyskany z jednocześnie biegnącej konwersji CO z parą wodną jest bardziej reaktywny niż wodór gazowy podawany z zewnątrz [10, 11].
Spis treści:
Wstęp
1. Tlenowodorotlenki i tlenki żelaza
2. Reakcja konwersji CO z parą wodną
3. Aktywność katalizatorów Ru/Fe203
3.1. Aktywność katalizatorów Ru/Fe203 w reakcji konwersji CO z parą
3.2. Aktywność katalizatorów Ru/Fe203 w reakcjach usuwania tlenków azotu
4. Charakterystyka fizykochemiczna nośników i katalizatorów Ru/Fe203
4.1. Skład fazowy
4.2. Tekstura
4.3. Podatność na redukcję i reutlenianie nośników żelazowych i katalizatorów Ru/Fe203
4.4. Charakterystyka stanu powierzchni
4.5. Charakterystyka centrów aktywnych metodą konwersji n-butanolu
4.6. Dyspersja rutenu
Podsumowanie
Nota bibliograficzna
Ru/Fe203 Catalysts for Water-Gas Shift Reaction (Summary)