Экзотермическая реакция конверсии оксида углерода протекает по уравнению:

В присутствии специфических катализаторов можно превратить ок­сид углерода в смеси с водяным паром в диоксид углерода и во­дород с целью, во-первых, получить больше водорода и, во-вторых, чтобы вместо СО удалять из газовой смеси диоксид углерода, что легче осуществить.

В зависимости от требуемой степени превращения оксида углерода и связанного с этим повышения температуры в слое ка­тализатора проводят конверсию в одном или нескольких слоях с промежуточным охлаждением газов или на катализаторах разного типа.

При так называемой высокотемпературной конверсии (ВТ-процесс) применяют железо-хромовый катализатор. Температура газа на входе составляет 280—350°С; допускается ее повышение в результате конверсии не более чем на 80°С. Катализатор, однако, стабилен даже до 550°С. С повышением давления его производительность растет. При низкотемпературной конверсии (НТ-процесс), применяемой в комбинации с ВТ-конверсией, можно обеспе­чить конечное содержание СО в выходящей газовой смеси ниже 0,2%. Рабочие температуры НТ-процесса составляют 180—260°С. Катализатор НТ-конверсии позволяет осуществить процесс с прак­тически приемлемой скоростью.

Технически не имеет смысла добиваться полного удаления ок­сида углерода путем конверсии. Для этого обычно используют метанирование на гетерогенном катализаторе:

Образующийся метан при последующем использовании водорода проявляет себя преимущественно как инертный газ.

В промышленности применяются следующие процессы для ка­талитического удаления оксида углерода из газовой смеси:

1. ВТ-конверсия при 280—350 °С  (содержание СО снижается от 18 до 4—6% об.);
2. охлаждение газовой смеси до ≈ 180°С;
3. НТ-конверсия при   180—260 °С   (содержание СО снижается с 4-6 до 0,2-0,4% об.);
4. охлаждение  газа   до  температуры  окружающего  воздуха;
5. промывка газа для удаления диоксида углерода   (первона­чально находившегося в газовой смеси и образующегося из оксида углерода);
6. последующее каталитическое метанирование для превраще­ния оставшегося количества СО в метан.

Все в большем масштабе используется адсорбция при меняю­щемся давлении (сокращенно процесс PSA*) для удаления из по­тока водорода оставшихся нежелательных компонентов — СО, СО₂, СН₄ и Н₂О. В зависимости от поставленной задачи и гранич­ных условий было бы целесообразно испытать, является ли эко­номичной замена сочетания трех процессов (НТ-конверсия, отмыв­ка от СО₂ и метанирование) установкой PSA.

------------

* Pressure swing adsorption — процессы, основанные на адсорбции при по­вышенном и десорбции при атмосферном (или даже пониженном) давлении, что устраняет необходимость расхода тепла при десорбции (Dav I. С. — Chem. Eng., 1-972,-v. 79, p. 22).