Главная -> Словарь

Истирание катализатора

Очевидно, что при данной пропускной способности реактора по сырью с ростом кратности циркуляции катализатора время пребывания его как в реакторе, так и в регенераторе уменьшается, а расход транспортирующего катализатор агента увеличивается. Одновременно увеличиваются расход энергии в системе пневмотранспорта и степень истирания катализатора. Это необходимо иметь в виду, переводя работу установки на новый режим.

е) во избежание усиленного истирания катализатора и абразивного износа стенок скорости движения катализатора в реакци-•онных аппаратах и трубопроводах, поддерживают низкими или умеренными-: 0,25:—0,8 см/ сек в реакторе и регенераторе, 20—60 см/сек в катализаторопроводах;

Предложенная методика сравнительно проста и доступна для лабораторий. В определенной степени она моделирует условия истирания катализатора в системах пневмотранспорта. Однако методика имеет ряд недостатков, ограничивающих ее широкое применение. Прежде всего, это низкая чувствительность и ограниченные возможности регулирования линейной скорости воздуха.

Данные о потере катализатора, полученные этим методом и вычисленные по изменению уровней в аппаратах в начале и конце суток с учетом фактически догруженного на установку катализатора, хорошо сходились. Частицы катализатора, уходящего с установки, имеют два преимущественных размера: 0,10 и 0,35 мм . Это свидетельствует о разрушении катализатора в промышленных условиях, протекающем по двум механизмам. По одному из них в результате истирания катализатора о стенки аппаратов, катализаторопроводоз и при взаимном трении частиц друг о друга образуется тонкая пыль. При этом сферическая форма шари-

Катализатор из последнего реактора с помощью азота направляют в секцию регенерации, где он циркулирует в нисходящем потоке и возвращается в первый реактор. Транспорт катализатора из первого реактора во второй, а из второго в третий осуществляют водородсодержащим газом. Задвижки на линиях транспорта отсутствуют. Степень истирания катализатора незначительна, поэтому его потери низки. Секция регенерации состоит из четырех зон: первичного и конечного сгорания кокса, хлорирования катализатора и его прокалки.

зультате ударных воздействий и истирания катализатора. В связи

собствующие уменьшению истирания катализатора и корроа аппаратуры реакционного узла.

Как указывалось, разрушение катализатора наступает в результате ударных воздействий и истирания катализатора. В связи с этим для оценки воздействия каждого из этих факторов мы разрабатывали приборы для испытания катализатора отдельно на истирание и на ударную нагрузку.

Учитывая весьма небольшую величину истирания катализатора, мы в дальнейшем разрабатывали прибор для определения прочности катализатора при ударной нагрузке.

с псевдоожиженным слоем не нашли применения в данном процессе из-за сильного истирания катализатора, трудности его улавливания и отделения от продуктов.

ниях реализован принцип полноты выделения продуктов из реакционной смеси, так как в противном случае невозможно организовать рецикловые потоки и достичь высокой суммарной конверсии исходного сырья. Достаточно хорошо использован и принцип разработки технологий с минимальным расходованием воды, так как отсутствуют кислые, щелочные и солевые водные стоки, а фузель-ная вода, пройдя очистку, может вновь использоваться в смежных цехах и производствах. Реализация принципа применения аппаратов и технологических линий большой единичной мощности для обоих рассмотренных технологий затруднена, но по разным причинам. Для парофазного процесса это связано с трудностями совмещения большой производительности аппарата и исключения местных перегревов, а также истирания катализатора. Для жидко-фазного процесса — с трудностями создания барботажных аппаратов большой единичной мощности.

К главным недостаткам установки модели I относятся: значительная протяженность катализаторопроводов и высокое гидравлическое сопротивление системы циркуляции катализатора; необходимость применения крупных циклонных сепараторов, рассчитанных на улавливание практически всего количества циркулирующего ^ катализатора; повышенное истирание катализатора и отсюда большой его расход; громоздкость установки и недостаточная ее эксплуатационная гибкость. По этим причинам установки модели I не получили распространения и были вытеснены установками улучшенных конструкций.

б) неправильной формой частиц катализатора, в результате чего наблюдается усиленная эрозия стенок аппаратуры, ката-лизаторопроводов, истирание катализатора.

Важное технологическое значение имеет прочность частиц катализатора, особенно шарикового. Истирание шарикового катализатора ведет к его потерям в виде пыли. Для уменьшения истирания частиц катализатора и эрозии аппаратуры при трении катализатора в реактор вводят смеси окиси магния, карбоната и фосфата кальция, которые образуют на поверхности частиц катализатора липкую, устойчивую к. истиранию оболочку, уменьшающую истирание катализатора в 10 раз. В качестве «смазки» вводят1 также порошок баритов с частицами диаметром менее 15—30 мкм. При концентрации бария от 5-Ю"4 до 2*10~3 г/г катализатора расход последнего в результате истирания снижается в 5—6 раз, скорость эрозии — в 6—20 раз.

При подборе веществ, снижающих истирание катализатора и эрозию оборудования, пробовали и свинец. Содержание свинца до Ы0-3% заметно не влияло на качество катализатора. Им,еются данные, что даже 3-10~3% свинца на катализаторе не влияет на выход продуктов . Это совпадает с нашими результатами.

неполное удаление углерода. Позднее процесс регенерации стали вести в реакторе с неподвижным слоем предварительно просеянного катализатора. Распределение регенерирующей среды улучшилось. Однако для определенных катализаторов оптимальных результатов достичь не могли. Далее, совершенствуя технологию регенерации, перешли к использованию вращающейся печи непрямого нагрева. Эта печь пригодна для успешной регенерации многих катализаторов, но не всех. Недостаток такой печи-повышенное истирание катализатора.

Обычно регенераторы высокотемпературной регенерации имеют традиционную цилиндрическую форму, но известно об изменении формы аппарата для оптимизации процесса. Так, в патенте предложен регенерационный аппарат, состоящий из двух эллипсоидных частей и центральной, более узкой цилиндрической зоны; нижняя и центральная части разделены перегородкой с целью локализации зоны дожита СО в СО2. Нижняя часть отличается небольшой высотой псевдоожиженного слоя и малым временем пребывания катализатора в слое, что уменьшает истирание катализатора. Увеличение температуры и расхода кислорода позволяет компенсировать сокращение времени пребывания катализатора в зоне регенерации. Диаметр цилиндрической зоны аппарата сделан небольшим для увеличения скорости дымовых газов в этой зоне и предотвращения отложений катализатора на перегородке.

прерывной регенерацией катализатора требует оборудования и систем управления высокого качества, особенно при регулировании расхода катализатора и обеспечении герметичности всей арматуры. В этом случае истирание катализатора и абразивный износ транспортных линий в условиях высокой температуры не должны превышать обычных норм.

нижний штуцер для вывода продуктов, в остальных реакторах риформинга штуцеры для ввода сырья и вывода продукта находятся вверху аппарата . Катализатор загружают в аппараты через верхний штуцер и выгружают через нижний. Каждый аппа-рат оборудован штуцерами для выхода паров при эжек-тировании системы во время регенерации катализатора. В связи с большим перепадом давления в реакторах с аксиальным движением потока в последнее время стали применять реакторы с радиальным движением газосырьевого потока . Реакторы такого типа характеризуются малым гидравлическим сопротивлением . Даже при большом отношении высоты к диаметру можно обеспечить равномерное распределение катализатора при минимуме внутренних устройств, так что истирание катализатора очень мало. Поэтому старые реакторы каталитического риформинга переоборудуют с аксиального ввода на радиальный, а новые изготавливают только с радиальным вводом . На вновь проектируемых и строящихся установках корпус и днища реакторов выполняют из двухслойной стали , поэтому они не нуждаются в защитной футеровке. На установках каталитического риформинга широко применяется теплообменная и холодильная аппаратура; теплообменники в горизонтальном и вертикальном исполнении, с плавающими го-

Важнейшими недостатками варианта процесса с взвесью катализатора являются сравнительная сложность конструкции реактора и трудности транспортировки твердых материалов. В реакторах наблюдался довольно интенсивный абразивный износ; истирание катализатора при продолжительной его работе вело к образованию весьма тонких фракций, не задерживаемых даже на очень мелкопористых фильтрах. Реакторы и трубопроводы установки были изготовлены из стали, содержавшей 3% хрома и 0,5% молибдена; облицовка легированными сталями не требовалась. Важнейшим преимуществом этого варианта процесса является эффективное использование объема реактора.

Изменение давления в реакторе приводит к изменению объема реагентов, что, как указано, влияет на диффузионный поток исходных реагентов к поверхности и обратный поток продуктов реакции. Стремление сохранить в реакторе необходимое давление связано с энергетическими затруднениями. Гидравлическое сопротивление слоя снижается при наличии крупных зерен катализатора и их гладкой поверхности. Форма зерна должна оставлять большую часть поперечного сечения, нормального к направлению потока, свободной для прохода газа. Истирание катализатора повышает сопротивление слоя.

Весьма большое значение для процесса имеет истирание частиц катализатора. При малых скоростях потока газа истирание катализатора незначительно. При больших скоростях газа в реакциях синтеза, сопровождающихся интенсивным выделением тепла, истирание катализатора весьма значительно. Поэтому катализатор не должен состоять из слишком мелких частиц.