Главная -> Словарь

Десорбции продуктов

Наоборот, водяной пар можно использовать для десорбции адсорбированных углеводородов из активного угля, который затем после сушки можно повторно применять в качестве адсорбента.

Нами были испытаны различные агенты для десорбции адсорбированных н-алканов — азот, водяной пар и крекинг-газ нефтеперерабатывающего завода.

Сложность этих систем УЛФ связана с необходимостью десорбции адсорбированных низкокипящих углеводородов, а экономическая эффективность - с высокой стоимостью адсорбентов.

Технологическая схема. В промышленности процесс осуществляют в системах с непрерывно циркулирующим катализатором, который последовательно проходит через зоны каталитического крекинга сырья, десорбции адсорбированных углеводородов, окислительной регенерации.

регенерации предназначена для десорбции адсорбированных продуктов и подготовки адсорбента для стадии адсорбции. Существуют различные методы десорбции: метод термической десорбции, вакуумной, вытеснительнои специальным десорбентом или их комбинации. Для разделения ароматических углеводородов С8 применяется метод вытеснительнои десорбции с помощью ароматических углеводородов.

Для десорбции адсорбированных углеводородов включают обогрев колонки и температуру доводят до 350 °С. После отбора углеводородов нормального строения производят регенерацию сорбента. Для этой цели сорбент выдерживают в течение 30—40 мин при той же температуре и остаточном давлении 5—10 мм рт. ст. Не включая вакуума, выключают обогрев колонки и дают сорбенту охладиться до комнатной температуры, после чего выключают вакуум.

Сложность этих систем УЛФ связана с необходимостью десорбции адсорбированных низкокипящих углеводородов, а экономическая эффективность - с высокой стоимостью адсорбентов.

Для десорбции адсорбированных компонентов и регенерации адсорбента после окончания рабочего периода на промышленных адсорбционных установках применяют подачу сравнительно горячего газа, температура которого-достигает 315° С и выше. Высокая температура регенерации важна по двум причинам: а) она необходима для полного испарения адсорбированных углеводородов и удаления их из слоя адсорбента с тем, чтобы к началу следующего адсорбционного цикла достигалось низкое остаточное насыщение регенерированного адсорбента; б) высокая температура требуется и для сохранения высокой активности и высокой адсорбционной емкости адсорбента, без чего не может быть достигнут достаточно большой срок его службы. Важное значение первой причины видно из следующего примера. Если регенерацию адсорбента проводить при температуре 232° С вместо 315° С, то остаточное насыщение слоя после каждого цикла регенерации будет заметно выше, в результате чего адсорбционная емкость слоя снизится для пропана на 50 %г бутанов на 30%; пентанов на 25% и гексанов на 15%. Регенерация при температуре 315° С вместо 232° С позволяет снизить остаточное насыщение слоя после каждого цикла и, следовательно, обеспечивает высокую эффективность и повышенную адсорбционную емкость.

Непрерывно циркулирующий в системах катализатор последовательно проходит через стадии: каталитического крекинга сырья, десорбции адсорбированных на катализаторе углеводородов, окислительной регенерации с целью выжига образовавшегося в результате крекинга кокса и возврата регенерированного катализатора в зону каталитического крекинга сырья.

5. С помощью молекулярных сит СаА можно проводить депара-финизацию авиакеросина и легкого дизельного топлива. При этом для первого снижается температура кристаллизации с —51 до —68° С, а для второго — температура застывания с —42 до —55° С. Для десорбции адсорбированных углеводородов требуется разработать специальный метод.

\) Каталитический крекинг нефти. По данным А. В. Агафонова и других при крекинге нефти в присутствии алюмосиликатных катализаторов Бысококипящие углеводороды, главным образом нафтеновые и ароматические с боковыми парафиновыми цепями, а также смолистые и сернистые Соединения, разлагаются с высокой скоростью. Присутствие в крекируемой смеси низкомолекулярных углеводородов способствует десорбции продуктов разложения и «оказывает благоприятное действие вследствие значительного понижения концентрации смолистых и полициклических соединений на поверхности катализатора» . Ниже приведен баланс однократного крекинга сернистой смолистой нефти в присутствии природного катализатора с индексом активности 11—14. Условия процесса: температура в реакционной зоне 450°, объемная скорость подачи сырья 1,2—1,5 час."1, весовая кратность циркуляции катализатора 5.

станавливаться, но для этого он должен получать от катализатора электроны. При десорбции продуктов окисления электроны возвращаются к металлу и в среду попадает нейтральная молекула. Таким образом, электронный обмен является второй функцией активных центров. Если центры образуют связь, достаточно прочную для активирования адсорбата, но недостаточно прочную для образования стабильного комплекса, то тем самым они способствуют связыванию реагентов и промежуточных соединений. Это — третья функция активных центров.

Дальнейшее изучение дегидрогенизационпого катализа w-алканов на молекулярных ситах позволило нам уточнить механизм этого явления и охарактеризовать ^непипш эффект катализа и-алканов на цеолитах как псевдоэффект. Последний обусловлен не пространственными затруднениями для внутриполостиой дегидроциклизации и изомеризации скелета, а отсутствием возможности выхода образовавшихся сложных молекул из зон внутренних полостей во внешние зоны через проходные каналы меньшего сечения в соответствии с существующими представлениями о структуре цеолитов . Таким образом, для процесса десорбции продуктов катализа мы имеем такой же эффект «молекулярного отсева» на цеолитах, как и селективная сорбция на них в процессах разделения смесей веществ с различным эффективным сечением молекул. Ниже излагается экспериментальный материал, аполитическая обработка которого и позволила наблюдать и описать псевдокаталитический эффект дегидрогенизации м-алканов на цеолитах формы СаА.

Принцип энергетического соответствия Баландина несомненно полезен, но использование его ограничено, поскольку энергетика; процесов обычно неизвестна, промежуточных комплексов часто' образуется несколько и приходится иметь дело с селективностью., стабильностью, а не с активностью как таковой. Однако изучение: явлений отравления, закоксовывания, физической блокировки устьеЕ пор и каталитической коррозии может позволить оценить энергию образования промежуточного комплекса и его стабильность, если от суммарного значения энергий образования промежуточного комплекса и хемосорбции реагентов вычесть последнюю или от суммарного значения энергии распада промежуточного комплекса и десорбции отнять энергию десорбции продуктов.

Чтобы каталитическая реакция протекала быстрее гомогенной некаталитической, необходимо, чтобы катализатор повышал степень компенсации энергии разрывающихся связей энергией образующихся. На рис. 4.2 показано изменение энергии на различных стадиях простой экзотермической реакции. ^.ом, ?адс, ?пе: - это энергия активации гомогенной реакции, адсорбции реагентов на катализаторе, образования активированного комплекса и десорбции продуктов соответственно; gMC и qflec - экзотермическая теплота адсорбции и эндотермическая теплота десорбции; А Я - общее изменение энергии в реакции, ко-

Технологическая схема установки изображена на рис. 11.1. Сырье поступает в испаритель / и далее в печь 2, пройдя предварительно закалочные змеевики реактора 4. Из печи выходят пары с температурой 500—550 °С. Пары углеводородов подаются в нижнюю часть реактора и с высокой скоростью поднимаются вверх, проходя слой катализатора. Во избежание образования избирательных потоков верхняя часть реактора может быть секционирована с помощью провальных тарелок . Необходимое для протекания реакции количество теплоты подводится с потоком нагретого регенерированного катализатора из регенератора 5. Реактор и регенератор соединены двумя U-образными трубопроводами, по одному из которых зауглероженный катализатор выводится из реактора в регенератор, а по другому — возвращается регенерированный катализатор. Транспортирование катализатора в регенератор осуществляется потоком воздуха, а в реактор — парами исходного углеводорода или азотом. В- регенераторе, помимо выжига кокса, протекают процессы окисления хрома, а также десорбции продуктов регенерации с поверхности катализатора. С целью более полного сгорания кокса, а также частичного восстановления хрома в регенератор подается топливный газ, Регенератор также

та и поверхностью твердого вещества может быть соизмерима с энергией связи между молекулами твердого вещества. Под действием поверхностной энергии катализатора в молекуле ВМС разрываются связи при значительно более низких энергиях активации, чем энергия активации процесса расщепления молекулы ВМС, происходящего в объеме . В результате этого молекулярная масса осколков молекул ВМС и энергия взаимодействия между ними и поверхностью катализатора уменьшается, что способствует десорбции продуктов распада с поверхности катализатора в дисперсионную среду, в конечном счете не изменяя массы катализатора. Непрерывно формирующиеся на поверхности катализатора активные осколки молекул способны вступать во взаимодействия с исходными молекулами, трансформируя их в целевые продукты.

та и поверхностью твердого вещества может быть соизмерима с энергией связи между молекулами твердого вещества. Под действием поверхностной энергии катализатора в молекуле ВМС разрываются связи при значительно более низких энергиях активации, чем энергия активации процесса расщепления молекулы ВМС, происходящего в объеме . В результате этого молекулярная масса осколков молекул ВМС и энергия взаимодействия между ними и поверхностью катализатора уменьшается, что способствует десорбции продуктов распада с поверхности катализатора в дисперсионную среду, в конечном счете не изменяя массы катализатора. Непрерывно формирующиеся на поверхности катализатора активные осколки молекул способны вступать во взаимодействия с исходными молекулами, трансформируя их в целевые продукты.

При осуществлении процесса в паровой фазе суммарная скорость происходящих реакций в большинстве случаев определяется стадией химического взаимодействия адсорбированных молекул на поверхности катализатора, а не скоростями диффузии, адсорбции исходных соединений или десорбции продуктов реакции. Очевидно, между газовой фазой и адсорбированными компонентами устанавливается равновесие, вследствие чего скорость адсорбции или десорбции любого компонента не может быть стадией, определяющей суммарную скорость реакции.

Вполне точно установлено, что хотя каталитическое гидрирование может протекать по многочисленным различным механизмам, при всех реакциях,, вероятно, имеются следующие стадии: 1) диффузия реагирующих компонентов-из основного ядра фазы к поверхности катализатора через конденсированную на поверхности или внутри пор пленку; 2) адсорбция реагирующих компонентов на активных центрах поверхности катализатора; 3) собственно реакция, т. е. взаимодействие адсорбированных молекул с образованием целевых продуктов; 3) десорбция продуктов реакции; 5) диффузия продуктов реакции через поверхностную пленку и из пор катализатора в основное ядро фазы. Реагирующие формы адсорбируются и образуют на поверхности активированные комплексы, которые в результате еще не выясненного механизма диссоциируют, вновь соединяются и рекомбинируются с образованием новых комплексов, обладающих меньшей энергией. Последние затем десорбируются с поверхности. Изучение многочисленных реакций в паровой фазе приводит к общему выводу, что суммарная скорость подобных реакций в большинстве случаев определяется стадией химического взаимодействия адсорбированных молекул на поверхности катализатора, а не скоростями диффузии, адсорбции исходных соединений или десорбции продуктов реакции.

та и поверхностью твердого вещества может быть соизмерима с энергией связи между молекулами твердого вещества. Под действием поверхностной энергии катализатора в молекуле ВМС разрываются связи при значительно более низких энергиях активации, чем энергия активации процесса расщепления молекулы ВМС, происходящего в объеме . В результате этого молекулярная масса осколков молекул ВМС и энергия взаимодействия между ними и поверхностью катализатора уменьшается, что способствует десорбции продуктов распада с поверхности катализатора в дисперсионную среду, в конечном счете не изменяя массы катализатора. Непрерывно формирующиеся на поверхности катализатора активные осколки молекул способны вступать во взаимодействия с исходными молекулами, трансформируя их в целевые продукты.