Главная -> Словарь

Катализаторы характеризуются

Все катализаторы гидроочистки устойчивы к отравлению. Не-.сколько снижает активность катализатора присутствие окиси углерода, которая может поступать в реактор со «свежим» водородсодер-жащим газом. В условиях гидроочистки под воздействием водорода окись углерода гидрируется до метана, что увеличивает расход водорода на реакцию.

Катализаторы гидроочистки поступают на установку в оквсной юрме, и перевод их в сульфидную, более активную форму осуще-твляется в течение первых суток работы установки на сернистом ырье .

АКМ и АНМ катализаторы гидроочистки содержат 2 —4 % масс. Со или Ni и 9—15 % масс. МоО3 на активном у —оксиде алюминия. На стадии пусковых операций или в начале сырьевого цикла их подвергают сульфидированию в токе H2S и Н2, при этом их каталитическая активность существенно возрастает.

9.2. Катализаторы гидроочистки .

В процессах гидроочистки нефтепродуктов используются сероустойчи-вые гидрирующие катализаторы, содержащие молибден в качестве основного гидрирующего компонента, и кобальт или никель в качестве промоторов. Используются также катализаторы, содержащие вольфрам и никель. В России выпускаются и эксплуатируются несколько типов катализаторов гидроочистки: АКМ, АНМ, АНКМ, марок ГО, ГК, ГКД.и КГМ. Они различаются, в основном, содержанием активных компонентов, что влияет как на степень обессеривания, так и на глубину гидрирования ароматических. Так, на катализаторе АКМ разрыв С-С связей и гидрирование ароматических практически не происходит, а активность в реакциях насыщения непредельных, разрыва связей C-N, С-О и C-S находится на достаточно высоком уровне.

9 . 2 Катализаторы гидроочистки............................ 83

Для гидроочистки топлив использовали катализаторы гидроочистки, выпускаемые отечественной промышленностью.

Наибольшее распространение в производстве смазочных масел получила гидроочистка в сравнительно мягких условиях: под давлением 3—7 МПа , при 250—400°С. Процесс применяется главным образом для очистки от соединений серы, азота, кислорода, а также от смолистых и асфальтовых веществ. Катализаторы гидроочистки состоят из гидрирующих компонентов, 'нанесенных на окисный носитель. В качестве гидрирующих компонентов применяют элементы VI и VIII групп Периодической системы элементов Д. И. Менделеева в виде металлов, их окислов или сульфидов, а носителем чаще всего служит окись алюминия. Наиболее распространенные катализаторы состоят из окислов кобальта и молибдена на окиси алюминия и окислов никеля я молибдена на окиси алюминия .

Разработанные и внедренные в ряде стран процессы гидрирования масляных дистиллятов и деасфальтизатов дают возможность в одном каталитическом процессе достичь результатов, получаемых сочетанием глубокой селективной очистки и гидроочистки. Процесс обычно осуществляют под давлением 15— 30 МПа, при температуре 340—420°С, скорости подачи сырья 0,5—1,5 ч-1 и объемном отношении водородсодержащего газа к сырью 500— 1500. В качестве катализаторов можно применять катализаторы гидроочистки или более активные — сульфидновольфрамовый, ни-кельвольфрамовый на окисноалюминиевом носителе и др. Для повышения активности применяют промотирующие добавки, придающие катализатору кислотные свойства, — двуокись кремния, галоиды. Введение такой добавки способствует более интенсивному гидрированию азотсодержащих соединений и конденсированных ароматических углеводородов. Благодаря применению высокого давления и активных катализаторов реакции гидрирования протекают весьма глубоко — практически все компоненты, удаляемые при селективной очистке в виде экстракта, превращаются в целевые продукты. Гидрированием под высоким давлением в промышленном масштабе производят базовые высококачественные масла различного назначения: индустриальные, турбинные, моторные, гидравлические, веретенные. В зависимости от вида сырья выход масел с одинаковым индексом вязкости при гидрировании равен или несколько выше, чем при селективной очистке. Вырабатываемые масла по эксплуатационным свойствам превосходят масла селективной очистки, особенно по стабильности и, следовательно, по сроку службы.

Наибольшее распространение в производстве смазочных масел получила гидроочистка в сравнительно мягких условиях: под давлением 3—7 МПа , при 250—400 °С. Процесс применяется главным образом для очистки от соединений серы, азота, кислорода, а также от смолистых и асфальтовых веществ. Катализаторы гидроочистки состоят из гидрирующих компонентов, нанесенных на окиеный носитель. В качестве гидрирующих компонентов применяют элементы VI и VIII групп Периодической системы элементов Д. И. Менделеева в виде металлов, их окислов или сульфидов, а носителем чаще всего служит окись алюминия. Наиболее распространенные катализаторы состоят из окислов кобальта и молибдена на окиси алюминия и окислов никеля и молибдена на окиси алюминия .

Разработанные и внедренные в ряде стран процессы гидрирования масляных дистиллятов и деасфальтизатов дают возможность в одном каталитическом процессе достичь результатов, получаемых сочетанием глубокой селективной очистки и гидроочистки. Процесс обычно осуществляют под давлением 15— 30 МПа, при температуре 340—420 °С, скорости подачи сырья 0,5—1,5 ч~' и объемном отношении водородсодержащего газа к сырью 500— 1500. В качестве катализаторов можно применять катализаторы гидроочистки или более активные — сульфидновольфрамовый, ни-кельвольфрамовый на окионоалюминиевом носителе и др. Для повышения активности применяют промотирующие добавки, придающие катализатору кислотные свойства, — двуокись кремния, галоиды. Введение такой добавки способствует более интенсивному гидрированию азотсодержащих соединений и конденсированных ароматических углеводородов. Благодаря применению высокого давления и активных катализаторов реакции гидрирования протекают весьма глубоко — практически все компоненты, удаляемые при селективной очистке в виде экстракта, превращаются в целевые продукты. Гидрированием под высоким давлением в промышленном масштабе производят базовые высококачественные масла различного назначения: индустриальные, турбинные, моторные, гидравлические, веретенные. В зависимости от вида сырья выход масел с одинаковым индексом вязкости при гидрировании равен или несколько 1выше, чем при селективной очистке. Вырабатываемые масла по эксплуатационным свойствам превосходят масла селективной очистки, особенно по стабильности и, следовательно, по сроку службы.

Большинство протекающих каталитических реакций и их скорость зависит от количества активных центров на поверхности катализатора. Истинная активность катализатора, оцениваемая значением ?,-, пропорциональна активной поверхности. В грануле пористого катализатора активная поверхность представлена в виде стенок Ъор различного диаметра. В порах малого диаметра сопротивление диффузии значительное и кажущаяся активность снижается. Поры большого размера имеют малую поверхность и по этой причине кажущаяся активность их также невысока. Следовательно, для достижения оптимально высокой активности в катализаторе должно быть обеспечено определенное соотношение числа пор больших и малых размеров. Вместе с тем, в зависимости от количественного соотношения пор различных размеров, катализаторы характеризуются различной насыпной плотностью *рк. Увеличение пор малого диаметра ведет к увеличению значения *рк, а увеличение числа пор большого диаметра приводит к снижению значения *рк катализатора. Общее уравнение, связывающее кажущуюся константу скорости реакции с истинной константой скорости и физико-химическими характеристиками катализатора в упрощенной форме, имеет следующий вид:

Сульфидные катализаторы характеризуются рядом особенностей, определяющих возможность их использования для переработки нефтяного сырья: 1) активное их состояние проявляется в среде сероводород—водород, которая образуется при гидрообессеривании серусодер-жащего углеводородного сырья; 2) наибольшую активность они проявляют при относительно жестких условиях , предпочтительных для гидрогенизационной переработки тяжелого дистиллятного и остаточного сырья; 3) в результате малой теплоты адсорбции водорода его концентрация на поверхности сульфидных катализаторов сравнительно мало меняется с повышением температуры и активность их за счет этого фактора практическине снижается; 4) сульфидные катализаторы характеризует высокая стойкость к действию большинства каталитических ядов, способствующих отравлению других катализаторов.

имеют поры со средними величинами радиуса 15—33 А . Естественные алюмосиликатные катализаторы характеризуются

Железоокисные катализаторы характеризуются изменением фазового состава в ходе окислительно-восстановительных реакций, что обусловливает некоторые особенности протекания реакций как в основном процессе, так и в ходе регенерации . Ранее предполагалось, что на природном же-лезоокисном катализаторе реакции протекают по радикально-цепном)' механизму . Учитывая рассмотренный в первой главе механизм превращений на катализаторах, содержащих оксиды металлов переменной валентности, можно предположить, что наряду с термической частью реакций, протекающих по радикально-цепному механизму, при окислительной каталитической конверсии значительная часть продуктов, в том числе и коксовых отложений, образуется по механизму "карбоксилатного" комплекса, в отличие от карбоний-ионного механизма .реакций в условиях каталитического крекинга на традиционных катализаторах.

Катализаторы характеризуются рядом показателей, которые в значительной степени определяют их эксплуатационные свойства. Важнейшими из них являются: активность, селективность и стабильность.

Алюмосиликатные катализаторы характеризуются высокоразвитой пори-' стостью. На активных центрах внутренней поверхности и протекают реакции каталитического крекинга. В результате реакций перераспределения водорода между продуктами разложения и продуктами уплотнения последние отлагаются в виде кокса на внутренней поверхности катализатора, активность которого падает. Регенерируют катализатор, подавая воздух на горячий отработанный катализатор; в результате отложения кокса сгорают, а регенерированный катализатор возвращается в реактор.

Алюмосиликатные катализаторы характеризуются крупно-тонкопористой либо смешанной структурой. При температурах порядка 1200 —1400° С алюмосиликатные катализаторы'оплавляются и теряют пористую поверхность. Установлено, что активность катализатора пропорциональна его удельной поверхности. '

Основными характеристиками катализаторов крекинга являются химический состав, насыпная плотность, пористая структура, стабильная активность, фракционный состав и прочность. Испытание отечественных микросферических катализаторов осуществляют по ОСТ 38.01161—78, зарубежных — по стандартам ASTM или фирм-разработчиков. Лучшие микросферические катализаторы характеризуются следующими свойствами:

Платино-рениевые катализаторы характеризуются повышенной стабильностью, что способствует удлинению цикла работы реакторов, повышают степень ароматизации сырья, незначительно снижают активность при закоксовывании в процессе работы. Дальнейшее усовершенствование в области производства катализаторов идет по линии получения полиметаллических катализаторов, в состав которых, кроме платины, входят иридий, германий, свинец и др. Циркулирующий водородсодержащий газ должен содержать не менее 80% объемы, водорода. Кратность циркуляции водородсодержащего газа к сырью для катализаторов : платинового 700—2300; оксида молибдена 350—1400; оксида хрома 1000; молибдата кобальта 640.

Железоокисные катализаторы характеризуются изменением фазового состава в ходе окислительно-восстановительных реакций, что обусловливает некоторые особенности протекания реакций как в основном процессе, так и в ходе регенерации . Ранее предполагалось, что на природном же-лсзоокисном катализаторе реакции протекают по радикально-цепному механизму . Учитывая рассмотренный в первой главе механизм превращений на катализаторах, содержащих оксиды металлов переменной валентности, можно предположить, что наряду с термической частью реакций, протекающих по радикально-цепному механизму, при окислительной каталитической конверсии значительная часть продуктов, в том числе и коксовых отложений, образуется по механизму "карбоксилатного" комплекса, в отличие от карбоний-ионного механизма реакций в условиях каталитического крекинга на традиционных катализаторах.

Разработанные катализаторы характеризуются низкой активностью в реакциях коксообразования, что позволяет проводить цикл реакции непрерывно в течение 220—300 ч, после чего проводится регенерация катализатора. Общий срок службы катализатора — более одного года.