Главная -> Словарь

Катализатора каталитического

В прошлом нефть служила в основном для получения керосина, смазочных масел и котельного или печного топлива. С распространением двигателей внутреннего сгорания и с постоянно возрастающим спросом на бензин перед нефтяной промышленностью была поставлена задача получать из нефти больше бензина, чем его в ней первоначально содержится. Эта задача была решена при помощи крекинг-процесса. Процессы расщепления под влиянием тепла или тепла и катализатора позволяют получить из нефти не только больше бензина, чем было первоначально в нефти, но и бензин лучшего качества. Крекингу подвергают чаще всего высококипящие фракции, представляющие собой остаток после отгона от нефти при нормальном давлении бензина прямой перегонки, керосина и в отдельных случаях дизельного топлива.

В промышленном масштабе каталитический крекинг нефтяного сырья на алгомосиликатном катализаторе был осуществлен Гудри с сотрудниками в США . Этот процесс разрабатывался более 15 лет и завершился в основном тогда, когда была решена проблема регенерации катализатора.

Расчет реактора и регенератора на установке каталитического крекинга в подвижном слое катализатора. Каталитический крекинг газойлевых фракций с подвижным слоем катализатора осуществляется при следующих условиях :

Д.ш непрерывных процессов характерна длительная работа реактора нри постоянном режиме, непрерывной равномерной подаче сырья и непрерывном выводи всех продуктов. Стационарный режим реактора обеспечивается непрерывным подводом тепла или непрерывной регенерацией катализатора в отдельном аппарате — регенераторе . Другим вариантом осуществления непрерывного каталитического процесса является создание режима в реакторе, препятствующего дезактивации катализатора .

Примерами непрерывных термических процессов являются пиролиз и легкий крекинг в трубчатых печах, контактное коксование. Все эти процессы характеризуются продолжительностью непрерывной работы промышленного реактора от одного месяца до года. К непрерывным каталитическим процессам относятся каталитический крекинг, каталитический риформинг на платиновых катализаторах и др. Непрерывность, например, процесса каталитического крекинга достигается циркуляцией катализатора через систему реактор — регенератор. На установках каталитического риформинга катализатор находится в неподвижном состоянии, но побочные реакции уплотнения тормозятся циркуляцией водорода с высоким парциальным давлением.

В конце 30-х годов в нефтеперерабатывающую промышленность начинают интенсивно внедрять каталитические процессы. Из них наибольшее распространение получил каталитический крекинг на а.пюмосиликатных катализаторах.

Существует много модификаций каталитического крекинга. Наибольшее распространение получил процесс в псевдоожижен-ном слое катализатора. Каталитический крекинг не только обеспечивает получение более качественных нефтепродуктов, но и способствует углублению переработки нефти: увеличивается выход от нефти светлых и в целом по предприятию снижается выход высококипящих нефтепродуктов.

С конца 30-х годов в нефтеперерабатывающую промышленность интенсивно внедряются каталитические процессы. Из них наибольшее распространение получил каталитический крекинг на алюмосиликатных катализаторах.

катализатора. Каталитический крекинг пережил несколько рево-

В 1936 г. каталитический крекинг впервые был применен в промышленных масштабах и с тех пор стал важнейшим процессом в нефтеперерабатывающей промышленности многих стран. Мощность существующих каталитических крекинг-установок в США к 1956 г. была несколько больше 476 700 м3 сырья в сутки. Каталитический крекинг является в настоящее время ведущим промышленным процессом в отношении количества как перерабатываемого сырья, так и потребляемого катализатора. Каталитический крекинг широко изучен с практической точки зрения, а также фундаментально исследованы

Установка с непрерывной регенерацией катализатора. Каталитический риформинг при пониженном давлении, как отмечалось выше, способствует повышению выхода высокооктанового бензина и водорода. Однако потеря активности катализатора в таких условиях заметно снижает цикл работы установки, что ухудшает технико-экономические показатели. На некоторых установках применяется циклическое, периоди-^ ческое отключение одного из реакторов для регенерации катализатора. Это позволяет повысить температуру процесса, увеличить выхоц катализата. Эксплуатационные расходы на установке с резервным реактором можно уменьшить за счет снижения мольного соотношения водород: сырье до : 1. Вместе с тем возрастают капитальные затраты, возникают определенные трудности в обеспечении безопасной эксплуатации установки.

Каталитический риформинг проводят в основном на двух катализаторах: платиновом и молибденовом. Кроме того, применяют кобальт-молибденовый и хромовый катализаторы. Платиновый катализатор в большей степени, чем молибденовый, способствует реакциям изомеризации нормальных парафиновых углеводородов и пяти-членных нафтеновых углеводородов в шестичленные. На нем меньше происходит деструкция парафиновых углеводородов и сведено к минимуму коксообразование. Поэтому платиновый катализатор может служить значительный срок без регенерации и обеспечивает более высокие выходы бензина с лучшими антидетонационными свойствами. Однако он легко отравляется сернистыми соединениями.

Избирательность катализатора каталитического крекинга нефтяных дестиллатов определяется отношением выхода бензина к выходу кокса и газа или в отдельных случаях отношением выхода кокса или газа при работе на данном катализаторе к выходу кокса или газа при работе на стандартном катализаторе при тех же условиях процесса и степени превращения сырья. После некоторого времени работы соотношение между выходами бензина и кокса уменьшается, например, для одного из образцов синтетического катализатора на 20—23% и для естественных приблизительно на 51% , в зависимости от длительности работы и условий процесса.

Реакционная способность углерода сильно зависит от его структуры и наличия в его составе примесей. Как показали эксперименты, проведенные в работе с катализаторами крекинга, наибольшее влияние на выжиг коксовых отложений в диффузионной области горения оказывает добавление железа. На образце катализатора, содержащем 0.8% железа, отложенный кокс сгорал в два раза быстрее, чем на исходном катализаторе. В кинетической области присутствие железа мало влияет на скорость регенерации катализатора каталитического крекинга. Сгорание кокеа на образце, содержащем железо, обусловлено характером распределения кокса по сечению частицы катализатора. На таком катализаторе кокс в основном откладывается в периферийных областях частицы, а если учесть, что у используемого нами железоокисного катализатора объем пор и поверхность значительно меньше, чем у катализаторов крекинга, то необходимая глубина проникновения кислорода в зону горения уменьшается, в результате должно происходить ускорение выгорания отложений.

где С — концентрация продукта, тормозящего процесс. Именно такие кинетические уравнения позволили получить адекватные математические описания различных процессов: пиролиза, регенерации катализатора, каталитического крекинга, платформинга и других .

Термически более устойчивы ароматические и циклические сульфиды, которые разлагаются при 400— 450 °С и выше. В случае арилалкилсульфидов легче разрывается связь между атомами серы и углерода в алкильном заместителе, чем в арильном, вследствие этого, вероятно, в системе накапливается некоторое количество меркаптанов. При нагревании сульфидов до 300 — 450 °С в присутствии алюмосиликата происходит их разложение с образованием сероводорода, меркаптанов и соответствующих углеводородов. При температурах до 350 °С из алкилсульфидов образуются в основном меркаптаны; при более высоких температурах преобладающим продуктом реакции становится сероводород. Алкилсульфиды нормального строения обладают большей термокаталитической стойкостью, чем сульфиды с разветвленной цепью. Из последних более прочны сульфиды с первичными радикалами.

Каталитического крекинга с движущимся слоем катализатора .... Каталитического крекинга с пылевидным катализатором ...... • 250 1200 3,4 3,7 1500 1700

На установках каталитического крекинга с движущимся слоем шарикового и микросферического катализатора регенерация

На основе экспериментальных работ по изомеризации ароматических углеводородов С8 на алюмосиликатном катализаторе были вычислены относительные скорости протекающих реакций в зависимости от парциальных давлений углеводородов и их концентраций . В расчетах было сделано допущение, что диспропорционп-рованию подвергаются только диметилбензолы, и скорость их превращения одинакова, а этилбензол крекируется с образованием бензола и этилена. По-видимому, это допущение может быть сделано при использовании высокоактивного алюмосиликатного катализатора каталитического крекинга. Относительная скорость превращения углеводородов при парциальном давлении 0,1 МПа и 500 °С получается следующей :

пиролиза прямогонного низкооктзнового бензина в присутствии водяного пара, выработанного в процессе каталитического крекинга за счет утилизации тепла регенерации катализатора;

Достаточно эффективным для переработки остаточного сырья является сочетание каталитического крекинга с деметаллизацией катализатора при переработке сырья с высоким содержанием металлов . Схема процесса каталитический крекинг «демет III» предусматривает перегонку нефти с выделением фракций, выкипающих ниже 343 °С, и мазута, каталитический крекинг мазута, деметаллизацию цеолитсодержащего катализатора в процессе демет III, ректификацию продуктов крекинга, газофракционирование, гидрообессеривание газойля, выделе-