Главная -> Словарь

Контактно каталитического

X. И. Арешидзе впервые применил монтмориллонитовые глины Грузии и их модифицированные формы в катализе, в контактно-каталитических превращениях спиртов, олефинов, циклоолефинов и сераорганнческих соединений. Им было показано, что олефины на вышеуказанных алюмосиликатах подвергаются изомеризации как с миграцией двойной связи с периферии к центру молекулы, так и с разветвлением углеродного скелета. Подобная изомеризация олефиновых углеводородов способствует повышению их октановых чисел, что имеет определенное практическое значение для облагораживания крекинг-бензинов.

В работе М. Б. Туровой-Поляк и Ф. П. Сидельковской 18))) показано, что циклогексановые углеводороды труднее изо-меризуются треххлористым алюминием, чем гомологи цикло-лентана. М. Б. Туротза-Поляк с сотрудниками исследовали превращения моно- и дизамсщенных циклопентановых углеводородов в циклогексановые углеводороды в присутствии -безводного треххлористого алюминия. В природных условиях нельзя допускать существование безводного треххлористого алюминия, но известно, что природные алюмосиликаты при контактно-каталитических превращениях ведут себя наподобие треххлористого алюминия . Г. Н. Маслянский и Т. С. Берлин изучили изомеризацию циклогексана в ме-тилциклопентан в присутствии синтетического алюмосиликат-Жого катализатора.

О контактно-каталитических реакциях между метаном и водяным паром или окисью углерода опубликовано очень много работ. У Шмидта и Стенли приводится большое количество ссылок на патенты и техническую документацию. Наиболее эффективными катализаторами являются те, которые содержат около 20% никеля и 80% термически стойких окисей тория или магния или алюминия в качестве носителя катализатора . Нет экспериментальных данных по применению окислительных катализаторов, например, окиси ванадия и промотиро-ванного серебра для реакции метана с кислородом при умеренных температурах от 500 до 700° С. Это обстоятельство, возможно, объясняется тем фактом, что для производства синтез-газа, состоящего из окиси углерода и водорода, требуется температура не ниже 850° С. Такие условия термодинамически необходимы для того, чтобы избежать невыгодных концентраций двуокиси углерода в продукте. Однако подобные катализаторы представляют интерес при получении в качестве целевого продукта водорода. Было обращено также некоторое внимание на применение окислов металлов, например, меди и железа при окислении метана до окиси углерода и водорода. Описание лабораторных опытов с неподвижным катализатором из окиси железа приводится у Огава и его сотрудников, которые приходят к выводам, что такой катализатор является удовлетворительным реагентом для получения синтез-газа из метана. Необходимо продолжение подобных исследований на пилотных установках.

Контактно-каталитические процессы характеризуются высокой температурой, высокой скоростью реакции и, как правило, значительным тепловым эффектом. Особенностью контактно-каталитических процессов является наличие катализатора. Катализаторами служат самые разнообразные вещества: металлы, окислы металлов, природные минералы и др.

До тех пор, пока наши представления о качестве бензина как моторного топлива принципиально не изменятся, этот главный продукт нефтепереработки и будет определять ое направленность, так как двигатели внутреннего сгорания играют огромную роль в народном хозяйстве. Именно на базе бензинового производства появление любого каталитического процесса как еще одного источника бензина неизбежно будет сопоставляться с процессом деструктивного каталитического гидрирования, особенно если новый процесс связан с переработкой тяжелых нефтяных остатков или тяжелых нефтей либо, наконец, обогащенных углеродом продуктов той или иной формы термической переработки нефти. Процесс контактно-каталитического деструктивного гидрирования тяжелых нефтяных остатков в нефтеперерабатывающей промышленности США останется потенциальным конкурентом любому иному процессу до тех пор, пока к нефтепереработке не наступит сырьевой голод или пока в самой технологии процесса гидрирования не произойдут коренные технические изменения, сделающие этот процесс менее сложным, громоздким и энергоемким. При указанных условиях широкое внедрение гидрирования в нефтепереработку откроет следующий этап в ее развитии. Эта перспектива в конечном счете неизбежна, но широкое распространение процесса гидрирования не будет оригинально с точки зрения дальнейшего развития промышленного катализа на базе переработки нефти. Новая эра в данной области открывается в связи с широким внедрением контактно-каталитических процессов крекинга и риформинга в нефтеперерабатывающей промышленности.

диалисту по нефтехимии, интересующемуся или работающему над проблемами, связанными с определением перспектив развития нефтеперерабатывающей промышленности. Эта задача для советских специалистов тем более облегчается, что в основу промышленно освоенных или осваиваемых в нефтеперерабатывающей промышленности контактно-каталитических процессов крекинга и риформинга положены фундаментальные исследования отечественных ученых. В первую очередь следует назвать работы академика Н. Д. Зелинского в области катализа,, С. В. Лебедева и его учеников в области контактно-каталитической полимеризации и деполимеризации олефинов над активными алюмосиликатами, Н. И. Молдавского и его сотрудников по ароматизирующей циклизации парафиновых углеводородов в присутствии катализаторов типа оксида хрома и другие работы .

Учитывая особую актуальность проблемы промышленного развития процессов каталитического крекинга и риформинга и значительную разрозненность литературных материалов по этому вопросу, мы поставили перед собой задачу более детально осветить проблему гетерогенного катализа в технологии крекинга. Используя работы советских ученых, мы преследовали также и косвенную цель: подчеркнуть роль отечественных химиков в подготовке промышленной реализации контактно-каталитических процессов.

подобного каталитического распада, полимеризации, алкилирования и т. д. , допускается кратковременное и постоянное существование и, следовательно, образование соединений молекул катализатора и исходного сырья, что само по себе противоречит сущности истинных контактно-каталитических процессов, четко .

Типичными катализаторами для гетерогенных контактно- каталитических процессов термического превращения углеводородов являются: поверхностно-активные комбинации оксидов металлов и кремнезема, в первую очередь алюмосиликаты; поверхностно-активные оксиды металлов и их комбинации; поверхностно-активные металлы. Нами рассмотрены процессы, основанные на реакциях термического превращения углеводородов в результате контакта их с активной поверхпостью синтетических и природных алюмосиликатов.

зультате уравнение , так же как и , упрощается и принимает вид уравнения . Последнее, как известно, достаточно хорошо описывает протекание контактно-каталитических превращений первого порядка, а также псевдомономолекулярных реакций гидрирования и расщепления в избытке водорода при парофаз-ном и жидкофазном гидрокрекинге разных видов сырья

За последние два-три десятилетия нефтеперерабатывающая промышленность пережила период чрезвычайно быстрого развития от простых физических методов переработки нефти, сводящихся в основном к перегонке ее на отдельные фракции и их очистке, к применению комплексных методов, основанных на применении контактно-каталитических процессов, процессов селективного и адсорбционного разделения и организации сложных химических синтезов на базе углеводородного сырья.

Кроме того, разрабатывалась комплексная схема контактно-каталитического преобразования сернистых нефтей Татарии, предусматривающая сочетание атмосферной перегонки нефти с каталитическим крекингом мазута, комбинированного каталитического превращения мазутов и одноступенчатого каталитического крекинга нефти в кипящем слое мелкодисперсного алюмосиликатного катализатора, обеспечивающего высокий выход целевых продуктов за счет максимального использования внутреннего и подаваемого со стороны водорода.

Вслед за крекинг-процессом катализаторы Гудри были использованы в риформинг-процессе. Параллельно в нефтеперерабатывающей промышленности началось освоение и контактно-каталитического ароматизирующего риформинга, в частности процессов гидроформинга.

В мировой промышленности жидких углеводородов задолго до появления контактно-каталитического крекинга стали известны различные формы каталитического гидрирования, в том числе деструктивного. Но эти процессы не были специфичны для нефтепереработки и их появление связано либо с жировой промышленностью , либо с вовлечением в переработку на жидкое топливо и смазочные масла твердых природных видов сырья и продуктов их термической первичной переработки .

До тех пор, пока наши представления о качестве бензина как моторного топлива принципиально не изменятся, этот главный продукт нефтепереработки и будет определять ое направленность, так как двигатели внутреннего сгорания играют огромную роль в народном хозяйстве. Именно на базе бензинового производства появление любого каталитического процесса как еще одного источника бензина неизбежно будет сопоставляться с процессом деструктивного каталитического гидрирования, особенно если новый процесс связан с переработкой тяжелых нефтяных остатков или тяжелых нефтей либо, наконец, обогащенных углеродом продуктов той или иной формы термической переработки нефти. Процесс контактно-каталитического деструктивного гидрирования тяжелых нефтяных остатков в нефтеперерабатывающей промышленности США останется потенциальным конкурентом любому иному процессу до тех пор, пока к нефтепереработке не наступит сырьевой голод или пока в самой технологии процесса гидрирования не произойдут коренные технические изменения, сделающие этот процесс менее сложным, громоздким и энергоемким. При указанных условиях широкое внедрение гидрирования в нефтепереработку откроет следующий этап в ее развитии. Эта перспектива в конечном счете неизбежна, но широкое распространение процесса гидрирования не будет оригинально с точки зрения дальнейшего развития промышленного катализа на базе переработки нефти. Новая эра в данной области открывается в связи с широким внедрением контактно-каталитических процессов крекинга и риформинга в нефтеперерабатывающей промышленности.

Возможность производства 100-октановых бензинов или бензиновых компонентов за счет реакций полимеризации, гидрирования полимеров, алкилирования олефинами ароматических и парафиновых углеводородов и т. д. указывает на то, что если бы при обычном термическом риформинге или крекинге можно было форсировать именно эти отдельные реакции, то мы немедленно добивались бы высокого эффекта в отношении октанового числа бензина как конечного продукта подобным образом усовершенствованных процессов крекинга и риформинга. Коренное их усовершенствование достигается в ходе промышленной реализации контактно-каталитического крекинга и риформинга.

С 1948 г. в Аз II ИИ НИ изучалась возможность переработки тяжелых видов сырья с применением циркулирующего пылевидного контакта. В результате были предложены технологические схемы контактно-каталитического крекинга мазута и термоконтактного разложения гудрона. Получаемая от контактного крекинга мазута керосиновая фракция, выкипающая в пределах 140 — 280 °С, содержит обычно до 60 — • в принципе не отличалась от существующих установок каталитического крекинга с кипящим слоем пылевидного катализатора. Сущность процесса комбинированной каталитической переработки мазутов заключалась в сочетании контактно-каталитического превращения тяжелых фракций мазута в верхних зонах кипящего слоя катализатора в реакторе с глубоким каталитическим крекингом фракций, выкипающих 350° С, от I ступени во всей массе кипящего слоя катализатора в реакторе. Данный 2-сту-пенчатый метод переработки мазута осуществлялся в одном реакторе с вводом крекируемых исходного сырья и фракции 350° С от I ступени по двум, раздельным друг от друга, потокам:

Рис, 21. Комбинированная установка контактного каталитического крекинга

2. Подготовка сырья для снятия показателей контактно-каталитического крекинга ромашкинского мазута

Обессоливание нефти было осуществлено с целью получения малозольного мазута в количестве, обеспечивающем контрольный многочасо-вый пробег пилотной установки. Что же касается снятия показателей контактно-каталитического крекинга мазута, то для этой цели обессоливание нефти не имело значения из-за короткого времени проведенных пробегов в оптимальном режиме крекинга, рассчитанном лишь на более