Water Gas ShiftThe water gas shift

Water Gas Shift
The water gas shift (WGS) reaction is another important process operation within a
refinery. In particular, it is used to reduce the CO content in the stream coming from the
reformer and to increase, at the same time, the hydrogen production.
The WGS reaction is limited in terms of thermodynamic constrains. Moreover, taking
into account the exothermic nature of this reaction, higher CO conversions are favored
at lower temperatures and furthermore a large volume of catalyst is necessary owing
to slow kinetics. Therefore, a promising approach for this reaction is the use of MRs.
Moreover, the industrial practice of using an excess of steam beyond the amount required
to prevent coking formation and to favor the reaction could be avoided using the MR.
Indeed, it has been shown that the WGS reaction is favored by the use of a Pd-based
MR. Pioneering work on Pd-based MR for the WGS reaction was done by Kikuchi and
coworkers (Kikuchiet al., 1989; Uemiya et al., 1991b). The reaction was carried out at
400
◦
C over a commercial iron-chromium catalyst. In their studies, the authors used a
very thin palladium layer (∼10μm) deposited on a microporous glass tube. As a result,
CO conversion in the 80 – 92% range was realized compared to the equilibrium value of
78%. Moreover, a slight increase in the reaction pressure (0.1 – 0.5 MPa) improved the
conversion from 92 – 99% owing to the higher driving force for hydrogen permeation.
Basile and coworkers (Basileet al., 1996a, 1996b, 2001, 2008; Criscuoli et al., 2000)
have also used Pd-based MRs for carrying out the WGS reaction. For instance, they
used a Pd-Ag rolled membrane (thickness: 50μm) for carrying out the reaction at 1.0
bar, feed molar ratio H
2O/CO=1/1 and nitrogen as sweep gas in the co-current flow
configuration (Basileet al., 2001). At 330
◦
C, the MR exhibited a CO conversion of
93%. In another study, Basileet al. (1996a) used a composite membrane obtained by
co-condensation technique in which an ultrathin Pd film (∼0.1μm) was coated on the
inner surface of a porous ceramic support (γ-Al
2O3). In this case, at 320
◦
C, 1.1 bar and
feed molar ratio H
2O/CO=2/1, the 96% of CO conversion versus equilibrium value
of 70%, was realized. Moreover, Basileet al. (1995) illustrated that a CO conversion
of around 98% could be reached by using a composite membrane with a 10μmPdfilm
coated on a ceramic support.
WGS reaction has been also carried out in a silica MR. For instance, Brunetti
and co-workers (2007) investigated the WGS reaction in a supported silica MR. The
macropores of the support were modified by packing with silica xerogel (500 nm) under
a pressure of 10 MPa and by coating with an intermediate layer ofγ-alumina. Thus,
a mesoporous γ-alumina layer was coated on the support disk from a boehmite sol
(γ-AlOOH) by a soaking – rolling procedure. The reaction has taken place on a
CuO/CeO2 based commercial catalyst at a temperature range of 220 – 290
◦
Cupto6.0
bar. At 280
◦
C and 4.0 bar, they obtained a CO conversion of 95%.
In summary, previous works show that MR use allows achievement of higher CO
conversions at higher temperatures and overcomes equilibrium value. Moreover, the
results suggested that a high pressure drop across the membrane would act positively
138 Sustainable Development in Chemical Engineering

Kết quả (Việt) 1:

Thay đổi nước khíPhản ứng nước khí thay đổi (WGS) là một quá trình quan trọng hoạt động trong vòng mộtnhà máy lọc. Đặc biệt, nó được sử dụng để giảm bớt nội dung CO trong dòng đến từ cácnhà cải cách và để tăng, cùng lúc đó, việc sản xuất hydro.Phản ứng WGS được giới hạn về nhiệt buộc. Hơn nữa, việcvào tài khoản chất tỏa nhiệt của phản ứng này, cao CO chuyển đổi được ưa chuộngở nhiệt độ thấp hơn và hơn nữa một khối lượng lớn của chất xúc tác là cần thiết dođể làm chậm động học. Do đó, một cách tiếp cận hứa hẹn cho phản ứng này là việc sử dụng của bà.Hơn nữa, công nghiệp thực hành bằng cách sử dụng một dư thừa của hơi nước ngoài số tiền cần thiếtđể ngăn chặn hình thành coking và để ưu tiên phản ứng có thể tránh được bằng cách sử dụng ông.Thật vậy, nó đã được hiển thị rằng phản ứng WGS được ưa chuộng bởi việc sử dụng của một giám đốc dự án dựa trênMR. Pioneering công việc ông giám đốc dự án cho phản ứng WGS đã được thực hiện bởi Kikuchi vàđồng nghiệp (Kikuchiet al., năm 1989; Uemiya et al., 1991b). Phản ứng được thực hiện tại400◦C trong một chất xúc tác sắt-Crom thương mại. Trong nghiên cứu của họ, các tác giả sử dụng mộtrất mỏng palladium lớp (∼10μm) gửi vào một ống kính lụa. Kết quả là,CO chuyển đổi trong khoảng 80-92% đã được thực hiện so với giá trị cân bằng của78%. Hơn nữa, một chút tăng áp lực phản ứng (0,1-cách 0.5 MPa) cải thiện cácchuyển đổi từ 92-99% do động lực cao hydro permeation.Basile và đồng nghiệp (Basileet và những người khác, 1996a, 1996b, 2001, 2008; Criscuoli et al., 2000)có cũng sử dụng dựa trên Pd bà để thực hiện phản ứng WGS. Ví dụ, họsử dụng một Pd-Ag cán màng (độ dày: 50μm) để thực hiện phản ứng tại 1.0Bar, nguồn cấp dữ liệu tỷ lệ Mol H2o/CO = 1/1 và nitơ là quét khí trong dòng chảy đồng hiện tạicấu hình (Basileet al., 2001). Tại 330◦C, ông trưng bày một chuyển đổi CO93%. Trong nghiên cứu khác, Basileet và những người khác (1996a) sử dụng một màng hỗn hợp thu được bằng cáchkỹ thuật đồng ngưng tụ trong đó một bộ phim giám đốc dự án ultrathin (∼0.1μm) được bọc trên cáccác bề mặt bên trong của một hỗ trợ gốm xốp (γ-Al2O3). trong trường hợp này, tại 320◦C, cách 1.1 bar vànguồn cấp dữ liệu tỷ lệ Mol H2o/CO = 2/1, 96% của CO chuyển đổi so với giá trị cân bằng70%, đã được thực hiện. Hơn nữa, Basileet và những người khác (1995) minh họa mà chuyển đổi COkhoảng 98% có thể được đạt đến bằng cách sử dụng một màng hỗn hợp với một 10μmPdfilmtráng trên một hỗ trợ gốm.Phản ứng WGS được thực hiện cũng trong trong một silica MR. For dụ, Brunettivà đồng nghiệp (2007) điều tra phản ứng WGS trong một silica được hỗ trợ MR. Themacropores của sự hỗ trợ được cải tiến bởi đóng gói với silica xerogel (500 nm) dướimột áp lực 10 MPa và sơn với một lớp trung cấp ofγ-nhôm. Do đó,một lớp γ-nhôm mesoporous được bọc trên đĩa hỗ trợ từ một sol boehmite(Γ-AlOOH) bởi một ngâm-cán thủ tục. Phản ứng đã diễn ra mộtCuO/CeO2 dựa trên chất xúc tác thương mại ở nhiệt độ khoảng 220-290◦Cupto6.0Bar. Tại 280◦C và 4.0 bar, họ thu được một chuyển đổi CO 95%.Tóm lại, các tác phẩm trước đó tỏ rằng ông sử dụng cho phép thành tích cao COchuyển đổi ở nhiệt độ cao hơn và vượt qua giá trị trạng thái cân bằng. Hơn nữa, cáckết quả đề nghị giảm áp lực cao trên màng tế bào sẽ hành động tích cực138 phát triển bền vững kỹ thuật hóa học

Kết quả (Việt) 2:

Gas phím Shift
Sự thay đổi khí dưới nước (WGS) phản ứng là một quá trình hoạt động quan trọng trong một
nhà máy lọc dầu. Đặc biệt, nó được sử dụng để làm giảm hàm lượng CO trong dòng đến từ các
nhà cải cách và tăng lên, đồng thời, việc sản xuất hydro.
Các phản ứng WGS được giới hạn về nhiệt động lực ép. Hơn nữa, việc
tính đến tính chất tỏa nhiệt của phản ứng này, chuyển đổi CO cao hơn được ưa chuộng
ở nhiệt độ thấp hơn và hơn nữa, một khối lượng lớn các chất xúc tác là cần thiết do
để động học chậm. Vì vậy, một cách tiếp cận đầy hứa hẹn cho phản ứng này là việc sử dụng của bà.
Hơn nữa, thực tế công nghiệp của việc sử dụng một lượng dư hơi quá mức cần thiết
để ngăn chặn sự hình thành than cốc và để ưu tiên cho các phản ứng có thể tránh được bằng cách sử dụng MR.
Thật vậy, nó đã được chỉ ra rằng phản ứng WGS được ưa chuộng bởi việc sử dụng một Pd dựa trên
MR. Nghiên cứu tiên phong về Pd dựa trên MR cho phản ứng WGS đã được thực hiện bởi Kikuchi và
đồng nghiệp (Kikuchiet al, 1989;. Uemiya et al, 1991b.). Phản ứng được thực hiện tại
400
◦
C trên một chất xúc tác sắt-crom thương mại. Trong nghiên cứu của mình, các tác giả sử dụng một
lớp palladium rất mỏng (~10μm) đọng lại trên một ống thủy tinh xốp. Kết quả là,
chuyển đổi CO trong 80 - phạm vi 92% đã được nhận ra so với giá trị cân bằng của
78%. Hơn nữa, một sự gia tăng nhẹ trong áp suất phản ứng (0,1-0,5 MPa) cải thiện các
chuyển đổi 92-99% do các lực cao hơn cho hydrogen thấm.
Basile và đồng nghiệp (Basileet al, 1996a, 1996b, 2001, 2008;. Criscuoli et al., 2000)
cũng đã sử dụng MRS Pd dựa trên để thực hiện các phản ứng WGS. Ví dụ, họ
sử dụng một Pd-Ag cán màng (độ dày: 50μm) để thực hiện các phản ứng ở mức 1.0
bar, ăn tỷ lệ mol H
2O / CO = 1/1 và nitơ là khí quét trong đồng lưu dòng
cấu hình (Basileet al., 2001). Tại 330
◦
C, MR trưng bày một chuyển đổi CO của
93%. Trong một nghiên cứu khác, Basileet al. (1996a) đã sử dụng một màng phức hợp thu được bằng
kỹ thuật đồng ngưng tụ trong đó một bộ phim siêu mỏng Pd (~0.1μm) được phủ trên
bề mặt bên trong của một hỗ trợ gốm xốp (γ-Al
2O3). Trong trường hợp này, tại 320
◦
C, 1,1 bar và
ăn tỷ lệ mol H
2O / CO = 2/1, 96% chuyển đổi CO so với giá trị cân bằng
của 70%, đã được thực hiện. Hơn nữa, Basileet al. (1995) chứng minh rằng một chuyển đổi CO
khoảng 98% có thể đạt được bằng cách sử dụng một màng composite với một 10μmPdfilm
phủ trên một hỗ trợ gốm.
phản ứng WGS cũng đã được thực hiện trong một MR silica. Ví dụ, Brunetti
và đồng nghiệp (2007) đã nghiên cứu phản ứng WGS trong một MR silica được hỗ trợ. Các
macropores của sự hỗ trợ đã được sửa đổi bằng cách đóng gói với silica xerogel (500 nm) dưới
áp suất 10 MPa và bằng cách phủ một lớp trung gian ofγ-alumina. Như vậy,
một lớp γ-alumina mao được phủ trên đĩa hỗ trợ từ một sol boehmite
(γ-AlOOH) bởi một ngâm - thủ tục lăn. Các phản ứng diễn ra trên một
chất xúc tác thương mại CuO / CeO2 dựa vào một phạm vi nhiệt độ 220-290
◦
Cupto6.0
bar. Tại 280
◦
C và 4,0 bar, họ thu được một chuyển đổi CO 95%.
Nói tóm lại, các công trình trước đây cho thấy MR sử dụng cho phép tích của CO cao hơn
chuyển đổi ở nhiệt độ cao hơn và vượt qua giá trị cân bằng. Hơn nữa,
kết quả cho thấy sự sụt giảm áp lực cao qua màng sẽ hoạt động tích cực
138 Phát triển bền vững ngành Hoá