Главная -> Словарь

Характеристик катализатора

Выходы и качества продуктов коксования изменяются в широких пределах и зависят от характеристик исходного сырья , режима коксования и конструктивного оформления процесса. Выход бензиновых фракций составляет 8—18% вес., керосино-соляровых дистиллятов 40—65% вес. и кокса от 12 до 26% вес. и редко выше; количество образующегося газа обычно не превышает 10% вес. . При переработке одного и того же сырья выходы и качества дистиллятов коксования существенно зависят от коэффициента рециркуляции тяжелых соляровых фракций, скорости нагрева сырья, времени пребывания погонов в зоне высоких температур и т. д.

На рис. 6 приведена схема процесса платформинга фирмы ЮОП с движущимся слоем катализатора и непрерывной его регенерацией . Реакторный блок установки состоит из четырех последовательно расположенных реакторов с радиальным вводом газосырьевой смеси. Реакторы первой-третьей ступеней установлены соосно друг над другом и выполнены в виде одной конструкции, реактор четвертой ступени располагается отдельно от них. Распределение катализатора по реакторам неравномерно и зависит от назначения процесса и характеристик исходного сырья. Обычно половина общего объема катализатора засыпается в реактор R4, другая половина в реакторы первой-третьей ступеней, причем наименьшее количество в R1.

Качество продуктов существенно зависит от характеристик исходного сырья. В частности, вязкость остатка-целевого продукта в процессе висбрекинга в значительной мере определяется содержанием асфальтенов в исходном сырье.

Физико-химические свойства кокса могут, значительно колебаться в зависимости от качества исходного сырья и технологии его переработки. Этот факт осложняет получение материалов со стабильными свойствами, так как небольшие неконтролируемые-изменения характеристик исходного сырья и параметров технологического процесса приводят к значительному отклонению свойств кокса от заданных значений.

Особенная трудность ведения процесса коксования состоит в том., что состав сырья чрезвычайно сложен и его каческво может меняться; кроме того, не всегда можно определить, под влиянием каких характеристик исходного сырья шш технологических параметров происходят изменения тех или иных эксплуатационных свойств материала.

Две промышленные установки избирательной парофазной гидроочистки работают на заводах фирмы «Шелл» около 10 лет . При этом процессе, осуществляемом на высокоактивном и легко регенерируемом сульфидном вольфрам-никелевом катализаторе, поддерживают давление в пределах 35— 52,5 am и температуру 230—370° С в зависимости от характеристик исходного сырья и требуемой глубины очистки. Один из вариантов этого процесса использовался еще во время второй мировой войны для очистки высокоароматических бензинов каталитического крекинга для получения компонентов авиационного бензина, обладающих высокой детонационной стойкостью на •богатых смесях. Из-за присутствия большого количества ненасыщенных компонентов и серы бензин характеризовался высоким содержанием смол и низкой детонационной стойкостью при работе на бедных смесях , но гидрированием его удавалось получать с количественным выходом авиационный бензин, полностью удовлетворяющий требованиям спецификаций. При этом процессе достигались избирательное насыщение алкенов и обессеривание без одновременного гидрирования ароматических компонентов. После окончания второй мировой войны эти установки переключили на производство компонентов автомобильного бензина. Оказалось, что при высокой объемной скорости на применяемом катализаторе избирательно гидрируются сернистые соединения без сопутствующих реакций крекинга или полимеризации; диены с сопряженными двойными связями насыщаются почти полностью при крайне незначительной степени гидрирования алкенов. Этот вариант процесса приводил к образованию малосернистого продукта с низким содержанием смол, сохраняющего высокое октановое число исходной •фракции. Вследствие высокого выхода продукта процесс оказался экономически более выгодным, чем кислотная очистка.

17. Взаимосвязь реологических характеристик исходного сырья и показателей качества окисленных битумов / А.Ю. Пустынников, В.Г. Рябов // Проблемы и перспективы развития химической технологии на Западном Урале : Сб. науч. тр. /ПГТУ. - Пермь, 2001. - С. 192-195.

Выходы. Обычно выходы зависят от характеристик исходного масляного сырья и расхода адсорбента; как правило, выход продукта составляет примерно 98,5% на введенное сырье.

ны с содержанием масла м-еньши о,иГ/и . В зависимости от характеристик исходного парафинового концентрата можно получить очищенные микрокристаллические парафины с температурой плавления до 93°С и битум с глубиной проникания 0,1 мм при 25°С. '

Масляные нефтяные фракции обычно получают глубокой ил IE неполной очисткой дмстиллятного или остаточного сырья. Их необходимо рассмотреть отдельно от продуктов топливного назначения. Мягкое гидрирование, сопровождающееся незначительными потерями, широко применяется для окончательной очистки базовых масел . Такие процессы очистки обычно проводят при тех же температурах, что п гидрообессерывание в мягких условиях. В зависимости от требуемой степени облагораживания и характеристик исходного сырья применяют средние давления — до 70 ати или высокие — до 210—280 ати. Для предварительно неочищенных экстракцией и тяжелых видов сырья требуются более жесткие условия процесса. Жесткость режима можно регулировать, изменяя объемную скорость. Отношение водород : сырье составляет приблизительно 710 нм3/м3 жидкого сырья. В этих условиях достигается большая продолжительность работы между регенерациями катализатора .

Две промышленные установки избирательной парофазной гидроочистки работают на заводах фирмы «Шелл» около 10 лет . При этом процессе, осуществляемом на высокоактивном и легко регенерируемом сульфидном вольфрам-никелевом катализаторе, поддерживают давление в пределах 35— 52,5 am и температуру 230—370° С в зависимости от характеристик исходного сырья и требуемой глубины очистки. Один из вариантов,этого процесса использовался еще во время второй мировой войны для очистки высокоароматических бензинов каталитического крекинга для получения компонентов авиационного бензина, обладающих высокой детонационной стойкостью на богатых смесях. Из-за присутствия большого количества ненасыщенных компонентов и серы бензин характеризовался высоким содержанием смол и низкой детонационной стойкостью при работе на бедных смесях , но гидрированием его удавалось получать с количественным выходом авиационный бензин, полностью удовлетворяющий требованиям спецификаций. При этом процессе достигались избирательное насыщение алкенов и обессеривание без одновременного гидрирования ароматических компонентов. После окончания второй мировой войны эти установки переключили на производство компонентов автомобильного бензина. Оказалось, что при высокой объемной скорости на применяемом катализаторе избирательно гидрируются сернистые соединения без сопутствующих реакций крекинга или полимеризации; диены с сопряженными двойными связями насыщаются почти полностью при крайне незначительной степени гидрирования алкенов. Этот вариант процесса приводил к образованию малосернистого продукта с низким содержанием смол, сохраняющего высокое октановое число исходной фракции. Вследствие высокого выхода продукта процесс оказался экономически более выгодным, чем кислотная очистка.

Большой интерес представляют исследования, в которых проводилось сопоставление отдельных характеристик исходного органического вещества с продуктами его генерации.

Следует остановиться еще на одной, весьма важной особенности каталитического гидрооблагораживания остатков — это агрегативная устойчивость сырья. Как уже отмечалось в гл. 1, при переработке сырья, характеризующегося низкой агрегативной устойчивостью, возможно выпадение дисперсной фазы в слое катализатора, что ведет к загрязнению его и ухудшению эксплуатационных характеристик катализатора. Загрязнения в основном состоят из карбенов и карбоидов, конечных продуктов термических превращений смол и асфальтенов. Интенсивность превращения асфальтенов в карбоиды определяется не только химическими стадиями, но и степенью диспергирования асфальтенов в разбавителе - дисперсионной среде . С увеличением диспергирующих свойств дисперсионной среды, что наблюдается при увеличении М и содержания аренов, затрудняется ассоциация частиц асфальтенов и, как следствие, снижается вероятность их превращения в карбоиды. С этих позиций осуществление процесса переработки остатков даже желательно в жидкой фазе. В таких условиях могут быть подобраны наиболее эффективные приемы, обеспечивающие наименьшее образование отложений на катализаторе. Относительно небольшая длительность

Продукция. Качество продуктов каталитического крекинга изменяется в весьма широких пределах в зависимости от типа сырья, характеристик катализатора, технологического режима и т. д. Углеводородный газ крекинга обычно содержит 10—25% углеводородов Q—С,, 25—35% углеводородов С„, 30—50% бу-танов и бутенов, 10—20% фракций С5 и направляется на газофракционирование. После разделения сухой газ используется в качестве топливного газа, пропан-пропиленовая и бутан-бу-тиленовая фракции — в качестве сырья для ал-килирования и нефтехимии, фракции С5 и выше возвращаются в состав бензиновой фракции. Содержание пропилена в ППФ может достигать 70—80%, бутиленов в ББФ — 45—55%, изо-бутана в ББФ — 40—60%. Содержание н-бутана в ББФ крекинга невелико и находится в пределах 10—20%

Одними из главных технических характеристик катализатора любого процесса, определяющих его активность, являются удельная площадь поверхности и объем пор.

с изменением адсорбционных характеристик катализатора. Про-

Среди основных характеристик катализатора окисления этилена в окись этилена, таких, как механическая прочность, удельная поверхность и пористость, стойкость к отравлению, теплопроводность, производительность и др., особое место занимает его избирательность при окислении этилена. Избирательность характеризуется числом молей этилена, превращенного в окись этилена, приходящихся на 1 моль прореагировавшего этилена, и выражается в процентах.

Для оценки изменения проницаемости и других кинетических характеристик катализатора по мере его отработки было рассмотрено заполнение поверхности азотом при низкотемпературной адсорбции.

к потере эксплуатационных характеристик катализатора уже в пуско*-вой период.

Определение характеристик катализатора

Большинство ранее упомянутых исследований для удобства выполнено в автоклавах. Этот метод имеет много преимуществ, но может при высоких степенях превращения изменять удельные каталитические активности в результате дезактивации катализатора и торможения продуктами реакции. Физическая оценка характеристик катализатора до и после реакции была бы полезна в устранении и идентификации этих осложняющих факторов. Однако этого не было сделано в работах Кадера с сотр. , обсуждаемых ранее, и поэтому трудно оценить относительную активность изученных катализаторов. Вообще, эти авторы нашли, что сульфид кобальта , механически смешанный с алюмосиликатом, был наиболее активным гидрокрекирующим катализатором среди испытанных простых сульфидов (((MoS2, NiS и WS2). Это, вероятно, происходит из-за легкости образования насыщенных колец, которые затем быстро изомеризуются или крекируются. Было также обнаружено, что катализаторы с более низким содержанием оксида алюминия были более активными в гидрокрекинге. Более низкие выходы углерода на CoS-катализаторах приписывались их относительно более высокой гидрирующей активности, которая предохраняет от отложения первичных ненасыщенных углеродсо-держащих частиц на поверхности катализатора. Выход углерода увеличивается с повышением молекулярной массы испытанных полициклических ароматических соединений.

Одной из основных задач исследовательской программы, составленной для усовершенствования крекинга и в особенности катализаторов гидронитроочистки, является определение характеристик катализатора , особенно в случае бифункциональных катализаторов. Это представляет сложную проблему, поскольку осложнено изучение свойств громадного числа таких веществ, как нанесенные оксиды и сульфиды, которые могут представлять интерес для крекинга или гидронитроочистки. Хотя эксперименты по определению числа, типа, силы и распределения кислых активных мест могут быть проведены на традиционной основе , но метод титрования катионных мест, связанных с гидрогенизационной активностью , который только недавно освоен с применением хемосорбции NO, также может хорошо использоваться, как и для других систем. Другим подающим

Другим важным аспектом определения характеристик катализатора является использование спектроскопических методов для анализа поверхности. В последние годы был изучен ряд многообещающих методов , но потребуются долгосрочные исследования, чтобы сделать их пригодными для стандартного применения. К наиболее полезным методам относится электронная Оже-спе'ктроскопия, рентгеновская фотоэлект-