Главная -> Словарь

Катализатора изомеризации

Паровоздушная регенерация. Максимальная температура, при которой проводится паровоздушная регенерация катализатора, 550 °С; выше этой температуры происходит возгонка молибдена. ' Во избежание ухудшения механических свойств катализатора изменение температуры во времени допустимо не более чем на 40 °С/ч. Наибольшая разница между температурами катализатора и газа не должна превышать 150 °С. При проведении паровоздушной регенерации катализатора давление в реакционной зоне не должно превышать 0,4 МПа. Ведение регенерации при давлении 1,0 МПа приводит к дезактивации катализатора и потере им прочностных свойств. Инертный газ в печи и реакторе постепенно замещается на водяной пар. Заполнение системы паром должно осуществляться при температурах, исключающих конденсацию пара по всей системе. При подаче пара температура на выходе из печи равна 300—350 °С. Количество пара, подаваемого в систему, составляет 400—900 м3/ч на 1 м3 катализатора.

Материальный баланс установки каталитической очистки зависит от условий проведения технологического процесса, а также ^от фракционного и химического составов исходного сырья и активности применяемого катализатора. Изменение основных факторов процесса при каталитической очистке приводит к тем же результатам, которые наблюдаются при аналогичном изменении факторов в процессе каталитического крекинга керосино-соляровых дестил-латов. Например, с увеличением температуры степень превращения сырья увеличивается, а с ростом объемной скорости она уменьшается при сохранении постоянными других условий процесса.

Установлено, что повышение концентрации сульфата алюминия с 0,07 до 0,7 н. при равном расходе соли не приводит к росту активности катализатора. Изменение расхода сухого активатора от 0,24 до 0,48 кг/кг катализатора в результате удлинения продолжительности активации от 5 до 10 ч повысило активность , или содержанием суммы ароматических углеводородов при работе по ароматическому варианту . Глубина риформинга зависит от совокупности многих параметров: сырья, катализатора, температуры и продолжительности контактирования сырья с катализатором, давления, кратности циркуляции ВСГ, типа катализатора и т.п. Известно, что из-за большого эндотермического теплового эффекта процесс проводят в каскаде из трех-четырех реакторов с промежуточным подогревом. Поскольку газосырьевая смесь наиболее быстро охлаждается в первом реакторе, где проходят сильно эндотермические реакции дегидрирования нафтенов, время контактирования сырья с катализатором и средняя температура в этом реакторе наименьшие по сравнению с остальными реакторами. В последнем реакторе продолжается конверсия, в том числе в медленных реакциях, особенно дегидроцик-лизации, в нем находится больше половины общего количества катализатора. Изменение температуры в последнем реакторе незначительно, поскольку там наблюдается экзотермический эффект гидрокрекинга, для которого требуется значительное количество водорода.

которой составляла 12—40%, удельная поверхность была примерно в 1,5 раза меньше, чем у свежего катализатора. Уменьшение удельной поверхности сопровождается сильным изменением поро-вой структуры катализатора —удельный объем пор уменьшается, а их радиус растет. Возрастает также плотность и прочность частиц катализатора.

Изменение пористой структуры частиц катализатора разного размера. Нами были проанализированы образцы свежего и равновесного катализатора с установок каталитического крекинга различных заводов. Полученные ре-зультачы, наши прежние материалы , а также литературные данные приведены в табл. 22 и на рис. 27. Свежий аморфный алюмосиликатный шариковый катализатор имеет примерно одинаковую поверхность, объем и радиус пор для частиц разного размера; лишь в одном случае обнаружено уменьшение величины удельной поверхности при переходе от меньших шариков к большим.

После термообработки в присутствии металлов зависимость качества катализатора от температуры изменяется. Увеличение температуры прокалки с 550 до 700 °С практически не влияет на перечисленные выше характеристики исходного катализатора. Резкое изменение наблюдается при повышении температуры с 850 до 900 °С. При наличии металлов на поверхности катализатора изменение его качества начинается уже с 800 °С. Абсолютные значения физико-химических свойств для исходного катализатора и для образцов, содержащих металлы, при одинаковых условиях прокалки существенно разнятся. Так, поверхность образца, содержащего 0,66% кобальта, при температуре прокалки 900 °С составляет всего 96 м2/г, т. е. на 52% меньше, чем удельная поверхность исходного катализатора, прокаленного при этой же температуре. Объем пор их уменьшился на 44%.

Таким образом, изменение химического состава катализаторов при регенерации-довольно распространенное явление. В настоящее время для ряда катализаторов выявлены основные реакции, приводящие к изменению их состава. Объем же имеющихся сведений обычно недостаточен для выбора обоснованных режимов регенерации, позволяющих не только удалить кокс, но и в максимальной степени сохранить состав катализатора.

Повышение температуры осаждения, увеличение избытка оса-дитеяя и уменьшение 'концентрации раствора осадителя способствует образованию более основных карбонатов никеля. Увеличение основности карбонатов снижает адсорбционную емкость восстановленных образцов катализатора. Увеличение содержания никеля от 25 до 60% 'приводит к линейному уменьшению соотношения МЮ/СС2 от 59,6 до 6,2, дальнейшее увеличение содержания никеля до 100% не изменяет этого соотношения. В зависимости от основности карбоната меняется адсорбционная емкость восстановленных образцов катализатора. Изменение соотношения NiO/COz от 59,6 до 6,2 увеличивает количество сорбированного водорода в девять раз.

Содержание ароматических углеводородов в бензине существенно возрастает при увеличении степени конверсии сырья во всех трех исследованных реакторах. При этом бензины с наибольшим содержанием ароматических углеводородов получаются в реакторе с кипящим слоем катализатора. Изменение температуры при проведении процесса в реакторах всех типов при заданной степени конверсии сырья на содержание ароматических углеводородов в бензине практически не влияет.

В качестве катализатора изомеризации в промышленности в первую очередь используют безводный хлористый алюминий. Хлористый водород безусловно необходим как промотор этой реакции. Чис.тый парафиновый углеводород «е реагирует; необходимо наличие следов оле-финов, которые всегда присутствуют в техническом продукте . Если реакцию проводят при достаточно высокой температуре, когда всегда образуется небольшое количество оле-финов, изомеризуется и совершенно чистый продукт. Однако степень изомеризации всегда бывает больше, если к парафиновому углеводороду заранее добавлено небольшое количество олефина.

Наконец', в качестве катализатора изомеризации можно применять раствор хлористого алюминия в треххлористой сурьме.

Серная кислота применялась в качестве катализатора изомеризации is ранее. В определенных, ограниченных пределах концентраций она имеет более широкое применение, чем принималось первоначально, когда под изомеризацией понимали лишь перемещение метильной группы вдоль углеродной цепи. Аналогичным действием обладают также хлор- и фтор-сульфоновая кислоты.

Таким образом, условием получения высокоактивного платинового катализатора изомеризации является применение носителя, обладающего высокой кислотностью.v

В реакции изомеризации парафиновых углеводородов наиболее медленной стадией является перегруппировка промежуточных соединений на кислотных центрах носителя, поэтому при синтезе катализатора необходимо придать носителю сильные кислотные свойства. Роль металла сводится к осуществлению первичного акта — дегидрирования молекулы парафинового углеводорода с образованием олефина и протекания реакции гидрирования промежуточных соединений, что обеспечивает стабильность каталитической системы. Немаловажным моментом в синтезе катализатора изомеризации является подбор правильного соотношения между концентрацией металла и кислотностью носителя — это определяет не только активность, но и селективность его действия и стабильность в процессе изомеризации.

Промотирование оксида алюминия фтором. Изучению физических и химических свойств оксида алюминия посвящены многочисленные исследования. Используемый при синтезе' катализатора изомеризации у-оксид алюминия получается при дегидратации гидроксида типа бемит и рассматривается как дефектная шпинель, имеющая плотно упакованную решетку из кислородных ионов и ионов алюминия с координационными

Принятую в настоящее время при производстве промышленного катализатора изомеризации парафиновых углеводородов технологию осер-нения нельзя назвать совершенной с точки зрения экологии. Значительно технологичнее введение серы в состав фторированного оксида алюминия с последующим нанесением на него платинохлористоводородной кислоты; такая технология полностью вписывается в схему приготовления промышленного катализатора и позволяет отказаться от применения токсичного и взрывоопасного сероводорода. Активность и селективность катализатора, осерненного по новой технологии, находятся

Влияние условий термообработки в окислительной и восстановительной средах . Дисперсность металлов в цеолитах зависит от условий термообработки. Установлено, что необходимым условием получения высокоактивного катализатора изомеризации парафиновых углеводородов и металлцеолитных катализаторов, содержащих металл в высокодисперсном состоянии, является разложение аммиачного комплекса платины или палладия в среде воздуха или азота при 350-500 °С с последующим восстановлением осушенным водородом при 250—400 °С. При непосредственной обработке катализатора водородом разложение комплекса приводит к образованию неустойчивого гидрида Pt2H2 и, соответственно, при его разложении — к агломерации платины. Термообработка в невосстановительной среде способствует сохранению платины в ионносвязанном состоянии: в этом случае при восстановлении водородом получается высокодисперсная платина.

Среда и температура прокаливания катализатора. Хлорирование катализатора необходимо проводить в окислительной или инертной среде; в восстановительной среде хлорирование при 250-300 °С сопровождается образованием хлороводорода - неактивного хлорагента при этих температурах хлорирования - и приводит к образованию неактивного катализатора изомеризации .

Оксиды углерода. Вопрос об исследовании действия оксида и диоксида углерода на активность катализатора изомеризации возник с связи с необходимостью добавлять водород,расходующийся в процессе изомеризации н-пентана. В зависимости от источника водорода в нем содержались различные примеси, в частности СО и С02- Условия проведения реакций помещены в табл. 3.2.

Наряду с ограниченной информацией о процессе бутамер к его недостаткам следует отнести сложности, связанные с практическим использованием катализатора изомеризации. Катализатор 14, содержащий 0,375% платины на шариковом оксиде алюминия , поставляется из США в активированном виде в специальной герметичной упаковке. Загрузка катализатора требует тщательной подготовки установки и исключения попадания атмосферного воздуха.