Главная -> Словарь

Катализатора достигает

катализатора, достаточно селективного в отношении окисления этилена в оксид этилена, была разрешена в 30-х годах. Оказалось, что металлическое серебро, осажденное на различных носителях, селективно действует при умеренных температурах — в интервале 200—300°С. Этот же катализатор при более высокой температуре вызывает полное окисление этилена, а при более низкой становится малоактивным. На серебряном контакте из всех возможных путей реакции происходят преимущественно образование оксида этилена и полное окисление этилена, а образование ацетальдеги-да за счет изомеризации оксида незначительно. Установлено, что СОз образуется как из этилена, так и из оксида этилена, причем скорость окисления а-оксида достаточно велика, и это обусловливает значительное падение селективности при повышении степени конверсии этилена:

Экспериментальные исследования по выжигу кокса проводились в реакторр с виброожиженным слоем катализатора. Достаточно точно поведение такого реактора описывается моделью идеального смешения. Тогда изменения концентраций реагентов в газовой фазе находятся из уравнений материального баланса:

Таким образом, можно констатировать, что математические модели слоя катализатора достаточно хорошо разработаны только для регенераторов с неподвижным слоем. Для таких аппаратов исследован характер движения зоны горения по слою катализатора и получены количественные оценки максимального разогрева в слое и общей продолжительности выжига кокса до определенных конечных степеней закоксо-ванности катализатора. Измененный вариант двухфазной диффузионной модели неподвижного слоя может быть с успехом использован также для исследования процесса выжига кокса в регенераторах с движущимся слоем. Разработка подобных моделей для регенераторов с псевдо-ожиженным слоем катализатора -задача, стоящая перед методом математического моделирования.

Метод Остромысленского был реализован в США в 1941—1945 гг., поскольку в тот период американским химикам не удалось разработать катализатора, достаточно эффективного для одностадийного процесса.

Любой катализатор активно взаимодействует с исходными реагентами, но его участие в процессе ограничивается только начальными стадиями превращений. В последующих стадиях он полностью регенерируется и может вновь взаимодействовать с молекулами реагирующих веществ. Этим и объясняется, что небольшого количества катализатора достаточно для получения очень больших количеств конечного продукта реакции. Факт снижения энергии активации химической реакции за счет образования промежуточных систем с участием катализатора является несомненным. Однако характер самого взаимодействия с катализатором может быть самым разнообразным.

Повторным фракционированием получают практически химически чистый этилен, однако, как правило, пет необходимости применять в производстве еще более чистый продукт, поскольку речь идет об инертных, безвредных для всех реакций загрязнениях. Допустим, катализатор состоит из кусочков силикагеля диаметром 5 мм . На частицы силикагеля нанесены незначительные количества палладия. Для активности катализатора достаточно, чтобы 4—8 частей палладия приходилось на 1 млн. частей силикагеля. В производстве обычно применяют катализатор, содержащий 0,01% палладия. Падение активности катализатора вызывается отложениями полимеров ацетилена. Реактивацию катализатора осуществляют воздухом и водяным паром примерно при 600°. Срок службы катализатора около 1 года.

протекает при 150° как равновесная экзотермическая реакция. Теоретически доказано, что понижение температуры и повышение давления смещает равновесие вправо. Однако на практике температуру нельзя понижать меньше определенного уровня, поскольку тогда скорость реакции будет неприемлемой с точки зрения промышленной эксплуатации процесса. С другой стороны, давление, соответствующее рабочей температуре, не должно быть слишком высоко, чтобы не происходила в значительной степени конденсация водяного пара, безусловно необходимого для реакции. Как правило, надо стремиться, чтобы общее давление системы было бы близко к давлению насыщения водяного пара в газовой смеси. Низкие температуры и относительно низкие давления можно использовать только в том случае, если активность имеющегося катализатора достаточно велика.

Остаток процесса выше 400°С характеризуется пониженной коксуемостью по Конрадсонуо Из этого следует,что небольшого количества катализатора достаточно,чтобы предотвратить полимеризацию свободных радикалов, образующихся в условиях крекинга.

ные циклонные сепараторы диаметром 0,5 м и более, устанавливаемые в одну или две ступени. Для эффективной работы циклонов необходим ряд условий, из которых наиболее важными являются равномерное псевдоожижение катализатора, достаточно большая скорость поступления паров в циклоны

Уравнение второго порядка, выражающее зависимости, связывающие реакции обессеривания с другими данными, особенно удобно вследствие его простоты. Его легко использовать для экстраполяции и интерполяции экспериментальных данных к условиям, изменяющимся в широких пределах. Например, для установления активности нового катализатора достаточно ограничиться одним-единственным пробегом, который позволяет предсказать его поведение при любых других условиях. Кроме того, применение этого метода для составления математических уравнений, связывающих параметры процесса, имеет и некоторые теоретические основания, что повышает достоверность и дает большую уверенность при использовании этого уравнения, чем в случае, если оно было чисто эмпирическим.

Было установлено, что для подачи проектного количества ^воздуха без выноса катализатора достаточно иметь в регенераторе четыре секции вместо существующих восьми, но при этом из-за увеличения высоты слоя катализатора резко возрастает потеря напора. Этот вариант можно осуществить при последовательной работе воздуходувок или при замене существующих воздуходувок другими, имеющими больший напор. При обычной работе воздуходувок необходимо иметь шесть секций в регенераторе. В случае необходимости увеличения подачи воздуха до 40 000 нм3/час следует иметь восемь секций при параллельной работе двух воздуходувок.

нагрева сырья на входе в последний реактор со стационарным слоем катализатора достигает до 535 °С, а в реакторы установок с непрерывной регенерацией — до 543 "С.

Для синтеза метанола применяют таблетированный цинк-хромовый катализатор, содержащий примерно 60% ZnO и 35% СгаОз. Производительность такого катализатора достигает 40 т в сутки

Параметры технологического процесса прямой гидратации этилена достаточно жестко взаимосвязаны, что создает сложности в отыскании оптимального технологического режима. Установлено, что в процессе прямой гидратации скорость реакции и глубина конверсии этилена увеличиваются с увеличением давления и уменьшаются с повышением температуры. Однако активность фосфорнокислотного промышленного катализатора достигает нужной величины лишь в пределах 250—320° С. С другой стороны, в парофазном процессе температура и давление лимитируются точкой росы исходной парогазовой смеси. Увеличение температуры в зоне реакции свыше 320° С приводит к образованию значительных количеств побочных продуктов .

Катализатор содержит 5—20% никеля. Метан конвертируется при объемной скорости около 6000 ч-1 при температуре 870° С. Степень конверсии метана через 12 ч работы катализатора достигает 78,5%.

После первого слоя газ последовательно проходит все четыре слоя катализатора и расположенные между ними теплообменники. Степень контактирования сернистого газа в серный ангидрид после прохождения пяти слоев катализатора достигает 98—98,5%. После контактирования газ с температурой 425° С поступает в наружный теплообменник.

Для катализаторов риформинга очень важно соотношение между дегидрирующей и кислотной активностями. Дегидрирующая активность с ростом содержания платины в катализаторе возрастает очень быстро до предельной. Из рис. 9.1 видно, что уже при содержании платины на окиси алюминия 0,08% масс, и содержании фтора в катализаторе 0,77% масс, дегидрирующая активность катализатора достигает предельной. Однако платина также защищает прилежащие кислотные центры от закоксовывания, и при низком ее содержании катализатор быстро дезактивируется. В промышленных катализаторах риформинга содержащие платины составляет 0,3—0,6% маос., большее содержание платины удорожает катализатор, не улучшая его свойств.

Фирма BASF разработала процесс окисления о-ксилола в контактном аппарате с неподвижным слоем катализатора . Воздух и о-ксилол подаются в смеситель /; содержание о-ксилола в смеси достигает 0,8 — 0,9% — ниже нижнего предела взрываемое™. Рабочая смесь проходит теплообменник 2 и поступает в контактный аппарат 3 на катализатор. При 370—400 °С и объемной скорости подачи 1,0—1,3 с"1 о-ксилол окисляется кислородом воздуха на 70— 75% во фталевый ангидрид, на 5—8% в малеиновый ангидрид и на 20—22% в СО и СО2. Производительность 1 м3 катализатора достигает 200—300 кг в 1 ч. Теплота реакции используется для, получения пара низкого и высокого давления. Фталевый ангидрид выделяется из газового потока в кон-денсаторах-вымораживателях 4, охлаждаемых маслом. Малеиновый ангидрид улавливается водой в скруббере 5 в виде малеиновой кислоты. В установках небольшой мощности экономически нецелесообразно выделение малеиновой кислоты в виде ангидрида как товарного продукта. Поэтому большинство технологических схем предусматривает нейтрализацию и уничтожение водных растворов малеиновой кислоты. Фталевый ангидрид-сырец подвергается химической обработке и вакуумной ректификации в колонне 6, кубовый остаток которой проходит стадию исчерпывающей дистилляции 7 с целью более глубокого извлечения фталевого ангидрида.

Процесс этот был разработан американской фирмой UOP в 1965 г. Подвергнутые гидрогенизации олигомеры низших олефинов использовались в качестве важнейших компонентов авиационного топлива. В настоящее время получаемые на этом катализаторе продукты олигомеризации широко применяются в производстве алкилфенольных присадок к маслам и ПАВ. В этом процессе могут быть использованы низкоконцентрированные, широкие по изомерному составу олефиновые tpaKHHH. Процесс проводится при температуре 190—230 °С, под давлением 1,7— МПа, с объемной скоростью 0,8—10 м3/ и степенью превращения олефинов 80—92%. В этих условиях съем продуктов с единицы объема катализатора достигает 1500—2000 кг/. Реакции осуществляются в кожухотрубчатых аппаратах, реакторах башенного типа с послойным расположением катализатора, в аппаратах типа «труба в трубе».

В последнее время эти установки были усовершенствованы. При этом удалось достигнуть более точной регулировки температуры применением особой системы охлаждения, при которой бедная олефипами смесь парафиновых углеводородов, необходимая для разбавления, равномерно распределяется в жидком виде по всему объему катализатора. Срок службы катализатора в модифицированных установках увеличился настолько, что сейчас съем полимеризата с 1 кг катализатора достигает 1300л . Катализатором окисления служит окись меди на плавленой окиси алюминия . Алунд пропитывают водным раствором нитрата меди такой концентрации, чтобы после прокаливания носитель содержал 3-«8% меди в виде окиси. Катализатор помещают в трубки из хастеллоя . Срок службы катализатора достигает года, причем время от времени приходится его регенерировать выжиганием углеродистых отложений.

Содержание кокса в пробах отработанного катализатора достигает 1.6 % масс, и находится в общеизвестных пределах для катализаторов других процессов нефтепереработки. Од