Redukcija i praæenje rada heterogenog katalizatora niskotemperaturne pretvorbe vodenog plina u proizvodnji amonijaka N. Zeèeviæ, * R. Kamenski, T. Hajba, D. Mudriæ i S. Sabljak Petrokemija d. d., Profitni centar Proizvodnja gnojiva, 44 320 Kutina, Hrvatska Radi dobivanja dodatnih kolièina vodika nakon reakcija parnog reformiranja prirodnog plina te zaštite rada heterogenog katalizatora za sintezu amonijaka bitno je postiæi i odrÞavati maksi- malnu aktivnost, selektivnost i stabilnost heterogenog katalizatora niskotemperaturne pretvorbe (konverzije) vodenog plina. Buduæi da se heterogeni katalizator isporuèuje u oksidiranom obliku, presudno je provoðenje pravilnog postupka redukcije. Pravilnim postupkom redukcije i kontinuiranom analizom njegova rada osigurava se nuÞno potrebna aktivnost, selektivnost i sta- bilnost tijekom primjene. Da bi se uspješno provela redukcija heterogenog katalizatora za niskotemperaturnu pretvorbu vodenog plina, potrebno je osim procesne opreme za provoðe- nje postupka redukcije primjenjivati pouzdan i realan sustav za mjerenje temperature radi uèinkovitog uvida u temperaturne profile unutar reaktora pri provedbi egzotermne reakcije kroz sve slojeve heterogenog katalizatora. Kako bi se provjerila uèinkovitost redukcije te omo- guæila analiza njegova rada, potrebno je u pravilnim razdobljima odreðivati odnos odgo- varajuæih temperaturnih profila i konstante ravnoteÞe reakcije. To se postiÞe analizom temperaturnih profila u pojedinim slojevima heterogenog katalizatora putem “S” i padajuæih temperaturnih krivulja. Na temelju dobivenih podataka moÞe se na zadovoljavajuæi naèin odreðivati optimalna temperatura na ulazu u reaktor kako bi se osigurao maksimalni vijek ka- talizatora. U radu je opisana redukcija heterogenog katalizatora in situ te dan prikaz sustava za praæenje temperature unutar pojedinih slojeva, kako bi se postigao minimalan sadrÞaj ugljiko- va(II) oksida na izlazu iz reaktora. Opisani sustav za praæenje temperature kroz slojeve hetero- genog katalizatora osigurao je uspješnu redukciju koja se zasnivala na optimalnom poveæanju temperature na ulazu u reaktor. Primijenjenim sustavom postignute su zadovoljavajuæe katali- tièke znaèajke (aktivnost, selektivnost i stabilnost). Takoðer je omoguæeno predviðanje rada katalizatora te donošenje odluke o potrebi njegove zamjene, što izravno utjeèe na smanjenje troškova proizvodnje. Kljuène rijeèi: Heterogeni katalizator, niskotemperaturna pretvorba, redukcija, temperatura, vodeni plin Uvod Za dobivanje dodatnih kolièina vodika u kemijskim proce- sima proizvodnje sinteznog plina, osim primarnog reformi- ranja ugljikovodika vodenom parom provodi se i reakcija pretvorbe vodenog plina. Reakcija pretvorbe vodenog pli- na provodi se u dvama stupnjevima primjenom dviju vrsta heterogenog katalizatora. Na heterogenom katalizatoru na bazi Fe O /Cr O provodi se reakcija pretvorbe vodenog plina pri temperaturama od 350 do 450 °C, dok se u dru- gom stupnju upotrebljava heterogeni katalizator na bazi elementarnog bakra, koji se primjenjuje pri temperatura- ma od 200 do 250 °C. Oba stupnja pretvorbe vodenog pli- na provode se uz oslobaðanje topline, pri èemu sniÞavanje temperature procesnog plina na ulazu u reaktor pogoduje pomicanju kemijske ravnoteÞe prema nastajanju produ- kata. Kako heterogeni katalizatori za provedbu reakcije pretvorbe vodenog plina dolaze u oksidiranom obliku, potrebno je prije provedbe reakcije provesti redukciju katalizatora. Redukcija heterogenog katalizatora za nisko- temperaturnu pretvorbu vodenog plina postupak je koji u velikoj mjeri ovisi o temperaturi. Tijekom postupka redukcije sinteznim plinom s odreðenim sadrÞajem vodika nije poÞeljno naglo i prekomjerno poveæanje temperature, koje bi moglo dovesti do ošteæenja aktivnih centara, skraæenja vijeka katalizatora te smanjenja selektivnosti. Zbog navedenih razloga te radi uèinkovitog predviðanja potrebe zamjene heterogenog katalizatora za niskotempe- raturnu pretvorbu vodenog plina, potrebno je primjenjivati realan i pouzdan sustav mjerenja i voðenja temperature reakcije redukcije i pretvorbe vodenog plina do vodika. Pritom je vaÞno razumjeti vrstu i ogranièenja sustava za mjerenje temperature u sloju odreðenog heterogenog ka- talizatora. Opæenito se sustavi za mjerenje temperature u sloju heterogenog katalizatora dijele na sustave u kojima se koristi jednostrukim ili višestrukim mjernim mjestima, pri èemu se u kemijskoj industriji najviše primjenjuju sljedeæi sustavi: N. ZEÈEVIÆ et al.: Redukcija i praæenje rada heterogenog katalizatora, Kem. Ind. 62 (9-10) 299–305 (2013) 299 KUI – 17/2013 Prispjelo 16. kolovoza 2012. Prihvaæeno 6. studenog 2012. Autor za dopisivanje: Nenad Zeèeviæ, dipl. inÞ. kem. e-pošta: nenad.zecevic@petrokemija.hr