Главная -> Словарь

Использования катализаторов

Степень использования катализатора '. . Концентрация НС1 от углеводорода, % вес. I65J 2—14 40 100—150 14 0,5—1,0 Углеро ста 7 1650 4 35 132 16,5 0,5-1,0 цистая ль 8 420—1000 5 38 93 . 16,5 0,5 Хаете 14 420—1000 4 38 96 25 1,0 плои В 3 420—1000 5 45 82 2L 2,5 Никель 2

Рис. 59. Влияние продолжительности использования катализатора на изомеризацию 2-ме-тилпентена-1 в 2-метилпентан-2:

Для обеспечения возможности масштабного перехода реактор пилотной установки должен быть тщательно спроектирован для создания условий идеального вытеснения при прохождении газожидкостного потока через слой катализатора. Отклонения от этого режима могут приводить к продольному проскоку непрореагировавшего сырья или значительной доли газа вдаль стенок реактора, где наблюдается наибольшая по розно ель слоя и, соответственно, наименьшее гидродинамическое сопротивление. Учитывая то, что часто внутри реактора по всей его высоте аксиально проходит карман термопары, вероятность продольного проскока возрастает. Для сведения до минимума влияния стенок реактора подбирают определенные значения отношения диаметра реактора к диаметру гранул катализатора . Влияние продольного проскока на эффективность использования катализатора зависит также от числа Рейнольдса, высоты слоя, степени превращения.

улавливания катализатора из продукюв реакции, регулирования уровня кипящего слоя и времени использования катализатора.

С понижением содержания кокса на катализаторе скорость сгорания кокса уменьшается. «Глубинный» кокс удаляется медленнее «периферийного». Накопление в порах кокса вследствие недостаточного удаления его при каждой очередной регенерации прни-жает степень использования катализатора в процессе крекинга сырья в реакторе.

Принципиальным недостатком процессов в псевдоожиженном слое является режим, близкий к режиму идеального перемешивания. Коэффициент использования катализатора при таком режиме относительно низок. Для устранения этого недостатка была предложена схема реакторного блока, в котором общий объем псевдо-ожиженного слоя катализатора распределяется по тарелкам; пары или газы в нем движутся противотоком к гранулированному материалу. Эскиз ступенчато-противоточного реактора показан на рис. 20. По данным , интенсивность регенерации в этом аппарате в 9—12 раз, а интенсивность крекинга в 2—3 раза выше, чем в обычном.

можность использования для этих целей многокомпонентного оксидного катализатора К-1, предложенного ранее для процесса окисления сероводорода кислородом или воздухом. Результаты исследований показали, что степень связывания кислорода зависит от температуры и объемной скорости и не зависит от исходной концентрации кислорода в реакционной смеси. Уже при температуре 250°С достигается 99%-ная степень превращения кислорода при значительно более высокой, чем в процессе Клауса, объемной скорости. При температуре же 300°С наблюдается практически полное связывание кислорода даже при повышенных его концентрациях в газе. При использовании данного катализатора связывание кислорода происходит главным образом за счет реакции «мягкого» окисления сероводорода с образованием элементной серы. Полученные результаты позволили сделать заключение о возможности использования катализатора KS-I в качестве протектора для алюмооксидного катализатора процесса Клауса.

Возможность использования катализатора KS-I для защиты алюмооксидного катализатора от кислорода была проверена и в промышленном реакторе установки получения серы из газов нефтепереработки. Вскрытие реактора после 8 месяцев его непрерывной работы показало, что алюмооксидный катализатор, эксплуатировавшийся с протекторным слоем KS-I, практически сохранил свои начальные свойства, так же как и катализатор KS-I.

В реакторах описанной конструкции устранен проскок через кипящий слой части сырья в виде пузырей. Это особенно важно в крупнотоннажных реакторах большого диаметра, где по этой причине значительно ниже глубина конверсии сырья и эффективность использования катализатора. Длительность пребывания катализатора в кипящем слое сокращена.

Нами в лабораторных условиях изучалась дезактивация катализаторов каталитического крекинга и риформинга, гидроочистки, дегидрирования и ароматизации на алюмохромовом контакте из-за отравления активных центров и блокировки коксом. Вначале рассматривался общий случай идеального гетерогенного процесса, проводимого в стационарном слое и протекающего без отравления катализатора . Видно, что с ростом продолжительности использования катализатора выход продуктов и глубина превращения сырья увеличиваются линейно , а скорость образования конечного продукта и промежуточных продуктов постоянны.

Рис. 4.3. Влияние продолжительности использования катализатора т в случае гетерогенного процесса, протекающего без отравления катализатора на выход продуктов g, % ; не скорость их образования в единицу времени у ; т — газ; б - бензин; л.г - легкий газойль

Бифункциональный механизм доказан на примере использования катализаторов, содержащих только кислотные центры или только металлические центры, которые оказались исключительно малоактивными, в то время как даже механическая их смесь была достаточно активна. Благодаря бифункциональному катализу удается коренным образом преобразовать углеводородный состав исходного бензина и повысить его октановую характеристику на 40 — 5. На промышленных установках первичной конверсии метана мольное соотношение пар : метан доходит до четырех. Как следует из табл. 14, это соотношение может быть уменьшено более чем в два раза, что существенно сократит затраты на производство аммиака и метанола.

, В начале XX в. в связи с возросшими требованиями, предъявляемыми к качествам моторного бензина, встал вопрос о нахождении новых путей переработки нефти. Уже в 19 —20-х годах были сделаны попытки использования катализаторов при ведении крекинг-процессов с целью получения бензинов. Однако в промышленность этот процесс был внедрен лишь после того, как был найден метод восстановления активности катализатора.

Впервые катализаторы очистки газов в виде пакетов из множества тонких фарфоровых трубок-стержней, покрытых платиной и расположенных в шахматном порядке, разработаны в 50-е годы . В плане создания пористых монолитных катализаторов интерес представляют исследования , проведенные во Франции в 50-х годах, по конструированию пористых керамических плит на основе ZrO2 и СаО с неупорядоченными каналами, получаемых методом порошковой металлургии. Указывалось на возможность широкого использования катализаторов на пористых плитах для очистки инертных газов от кислорода и ряда других процессов.

ТАБЛИЦА 2.16. Объем использования катализаторов различных

Реакция протекает либо при 600—800 °С в присутствии катализаторов иттрия, лантана, церия, празеодима, неодима, самария или тория , либо при 320—630 °С в случае использования катализаторов никеля — оксида хрома или никеля — оксида алюминия. Выход бензола составляет около 90%. В присутствии платины или палладия на активном оксиде алюминия селективность повышается до 96—98 % .

Однако в результате новых повышенных требований к термическим качествам нефтепродуктов и использования катализаторов* весьма чувствительных к дезактивирующим примесям, к которым относятся азотистые соединения, возникает необходимость изучения состава азотистых соединений, разработки новых методов их удаления, а также путей целесообразного применения.

Впервые катализаторы очистки газов в виде пакетов из множества тонких фарфоровых трубок-стержней, покрытых платиной и расположенных в шахматном порядке, разработаны в 50-е годы . В плане создания пористых монолитных катализаторов интерес представляют исследования , проведенные во Франции в 50-х годах, по конструированию пористых керамических плит на основе ZrO2 и СаО с неупорядоченными каналами, получаемых методом порошковой металлургии. Указывалось на возможность широкого использования катализаторов на пористых плитах для очистки инертных газов от кислорода и ряда других процессов.

Бифункциональный механизм доказан на примере использования катализаторов, содержащих только кислотные центры или только металлические центры, которые оказались исключительно малоактивными, в то время как даже механическая их смесь была достаточно активна. Благодаря бифункциональному катализу удается коренным образом преобразовать углеводородный состав исходного бензина и повысить его октановую характеристику на 40-50 пунктов .