Главная -> Словарь

Катализатора получается

Обратимыми ядами для алюмосиликатных катализаторов яв — ляются азотистые основания: они прочно адсорбируются на кислотных активных центрах и блокируют их. При одинаковых основ — ных свойствах большее дезактивирующее воздействие на катализатор оказывают азотистые соединения большей молекулярной массы. После выжига кокса активность отравленного азотистыми основаниями катализатора полностью восстанавливается. Цеолит — содер жащие катализаторы, благодаря молекулярно — ситовым свой — ствам, отравляются азотом в значительно меньшей степени, чем аморсрные алюмосиликатные.

Для уменьшения неизбежного в этих условиях сажеобразования в реактор вместе с сырьем вводят ацетаты никеля, калия и магния. Полученный газ направляют на вторую ступень процесса, где на стационарном нанесенном хромовом катализаторе достигается полная конверсия углеводородов и сажи с паром и кислородом. Возможен и одноступенчатый процесс парокислородной конверсии тяжелого нефтяного сырья на стационарном хромовом катализаторе при температуре 1450° С. Сажа, образующаяся в лобовых слоях катализатора, полностью газифицируется в хвостовых слоях примененного контакта. Этот процесс проводят под давлением 30 атм.

Реакторный блок установки состоит из четырех реакторов, расположенных в один ряд. Предусмотрено принудительное транспортирование катализатора водородсодержащим газом. Катализатор последовательно проходит через все четыре реактора, затем поступает в регенератор. Газ, используемый на пневмотранспорт катализатора, отбирается из нагнетательной части компрессора циркулирующего во-дородосодержащего газа. Последовательность операций при регенерации катализатора полностью автоматизирована.

В результате испытания образцов катализатора и изучения состава гид-рогенизатов, отобранных в различные отрезки времени, оказалось, что хорошие результат!.! наблюдаются после первых 4 ч гидрирования; в последующие 4 ч у катализатора заметно снижается активность. Полученные гидро-г^низаты имеют высокие коэффициенты рефракции и йодные числа и содержат много ароматических углеводородов. После воздушной регенерации при температуре 530—540 СС с последующим восстановлением водородом при 330 °С образцы катализатора полностью восстанавливают свою активность.

ГГ. а к следует из рисунка, на котором показано изменение активности KNaX при конденсации а-метилпафталина и метанола со временем, активность катализатора в процессе непрерывной работы быстро снижается и через 3,5 ч он становится практически неактивным. В газе уменьшается содержание водорода, монооксида углерода и резко возрастает метанообразова-ние, что свидетельствует об усилении реакции деструкции и уплотнения, приводящих к появлению кокса. Необходимо, однако, отметить, что после регенерации активность катализатора полностью восстанавливается. Регенерацию проводили воздухом при 550 °С в течение 3 ч.

Существенное влияние на результаты крекинга оказывают содержащиеся в сырье азотистые соединения. Обладая высокой основностью, они прочно адсорбируются на кислотных активных центрах и блокируют их. Ядами для алюмосиликатных катализаторов являются азотистые основания; аммиак и алифатические амины на активность алюмосиликатов не влияют При одинаковых основных свойствах большее дезактивирующее воздействие на катализатор оказывают азотистые соединения большей молекулярной массы. После выжига кокса активность отравленного азотистыми основаниями катализатора полностью восстанавливается. Влияние различных соединений азота, добавляемых к декалину в количестве 0,11% N, на глубину крекинга в заданных условиях характеризуется следующими данными: без добавки — 41,9; с аммиаком и метиламином — 42; с диамиламином— 42,3; с пиридином — 26,8; с индолом — 25,1; с а-нафтиламином — 21,8; с хинолином — 8,5; с акридином — 8,2.

В процессе крекинга наряду с газообразными углеводородами, 'бензином и другими целевыми продуктами образуется кокс, который накапливается на поверхности катализатора. Вследствие экранизации активных центров алюмосиликата коксовыми отложениями активность катализатора быстро снижается. Эта дезактивация является обратимой, так как после окислительной регенерации первоначальная активность катализатора полностью восстанавливается. Влиянию продолжительности цикла крекинга на показатели процесса посвящены исследования . Под терминами «продолжительность цикла крекинга», «длительность работы катализатора» или «продолжительность использования катализатора» понимается время от начала до окончания контакта катализатора в реакторе с парами сырья и реагирующей смеси. В системах с движущимся слоем это время совпадает с продолжительностью пребывания частицы катализатора в реакционной зоне. В этом случае длительность работы катализатора зависит от объема реакционной зоны и количества циркулирующего катализатора. В реакторах со стационарным слоем катализатора длительность его работы совпадает с продолжительностью цикла крекинга.

Повышение температуры в вакууме до 770 — 925 °С приводит к полному термическому разложению коксовых отложений, накапливающихся на поверхности алюмохромового катализатора . Аналогичные данные для алюмосиликатного катализатора были получены в работе — после прокалки при 800 — 1000 °С поверхность катализатора полностью освобождается от коксовых отложений.

О роли такого механизма реакции можно также судить по специфическому действию азотсодержащих соединений на каталитические свойства алюмоплатинового катализатора . Органические соединения азота в условиях риформинга реагируют с образованием аммиака. Адсорбируясь'йа кислотных центрах и блокируя их, аммиак подавляет все реакции*, протекающие с участием кислотных центров катализатора, в том числе и реакции дегидроциклизации парафинов. Так, добавление к н-нонану диэтиламина приводит к снижению степени превращения нонана в ароматические углеводороды с 63 до 24%. При этом дегидрирующая активность катализатора полностью сохраняется, что подтверждено испытанием катализатора в реакции дегидрирования метилциклогексана. Следо- . вательно, при отравлении катализатора аммиаком дезактивируется только его кислотная функция, что и обусловливает резкое снижение .активности катализатора в реакции дегидроциклизации парафинов.

Одним из основных требований, предъявляемых к катализаторам риформинга, является хорошая регенерируемость, т. е. способность катализатора полностью восстанавливать свою активность и селективность после проведения окислительной регенерации, а также устойчивость к многократным регенерациям.

;, В процессе длительной работы алюмоплатиновый катализатор je только закоксовывается, но существенно изменяются и его физико-химические свойства. Так, значительно возрастает содержание в катализаторе металлических примесей, особенно железа, снижается содержание галоидов , уменьшается удельная поверхность. Изменение физико-химических свойств катализатора приводит к снижению его изомеризующей и дегидрирующей активности. Одновременно ухудшается и селективность действия катализатора в процессе риформинга . Поэтому по мере отработки, после окислительных регенераций активность катализатора полностью уже не восстанавливается, и его нужно заменить сверим.

Катализаторный шлам циркулирует в системе со скоростью, обеспечивающей полную замену содержимого реактора примерно каждые 3 мин. Температура в реакторе увеличивается примерно на 10°. Глубина превращения СО + Н2 за одну ступень составляет 70%. С 1 л катализатора получается 350—450 г/сутки продуктов синтеза. Из 1 м3 превращенной смеси СО + Н2 получается 189 г углеводородов от С3 и выше. Состав 'продуктов показан в табл. 42.

Продолжительность этих периодов времени недостаточна, чтобы произошли заметные изменения состава насыщенных углеводородных масел, вызываемые одним нагреванием при температурах, полученных при измерениях на забое скважин, что подтверждается расчетами Сейера, а также Мак-Нэба с сотрудниками, упомянутыми выше. На это указывает и тот факт, что состав нефтей не соответствует термическому равновесию смесей при температурах, наблюдаемых в нефтяных пластах. Относительное содержание углеводородов в нефтях определяется, с одной стороны, стерическими факторами, а с другой стороны, факторами, связанными с природой промежуточного карбоний-иона в реакциях образования углеводородов. Так, неопентан не образуется в алкилатах и очень редко находится в нефтях и притом только в очень малых количествах, хотя при низких температурах он является наиболее устойчивым из пентанов. Катализаторы, принимая участие во многих химических реакциях, могут также оказывать влияние на природу образующихся углеводородов, как, например, в процессе Фишера-Тропша в присутствии кобальтового катализатора получается бензин, содержащий высокий процент нормальных углеводородов и обладающий октановым числом 40, в то время как в присутствии железного катализатора при прочих равных условиях получается бензин с малым содержанием нормальных парафиновых углеводородов и обладающий октановым числом порядка 75 и выше.

Состав катализатора : 4,78NiO, OJMgO, 94,5SiOz. Пористость катализатора 23— 30 об.%. Носитель — силикатный кирпич, измельченный до получения частиц размером 6,45— 9,52 мм. При пропускании водяного пара и углеводородов через слой катализатора температура слоя понижается и на нем отлагается сажа. Прежде чем температура катализатора понизится до нежелательного уровня процесс прекращается, а через слой катализатора продувают смесь продуктов горения углеводородов с избытком воздуха. При этом ранее восстановленный Ni окисляется до NiO, углерод из катализатора выжигается, температура в слое поднимается до заданной. При использовании такого катализатора получается 1520 об. ч. горючего газа на 1 об. ч. катализатора

Большой интерес для технологии каталитического крекинга представляет поведение ароматических углеводородов. Аналогично термическому крекингу каталитический крекинг голоядерных ароматических углеводородов и ароматических с короткими цепями протекает с большим трудом. Так, в результате крекинга толуола при температуре 500° С и объемной скорости подачи 2 объема в 1 ч на 1 объем катализатора получается 96% непревращенного сырья и 0,9% газа . В отличие от термического

и катализатора получается очень большой перепад температуры в зоне

При нагревании этиленгликоля в присутствии щелочи образуется диэтиленгликоль, а при нагревании этиленгликоля с небольшим количеством серной или другой кислоты получается циклический эфир диоксан:

При парофазном окислении бензола при 600-800 °С и давлении 0,05-0,02 МПа без катализатора получается фенол с 50%-м выходом.

Выход изооктана из изооктена приближается к теоретическому . На 1 кг никелевого катализатора получается 8300 кг готового изооктана. Гидрогенизация октенов при «высокой температуре и давлении» производится при умеренно высоких температурах и давлении 200 am в присутствии высокотемпературных катализаторов .

Условия работы. Температура реакции колеблется от 200 до 290° С; в пределах этих температур в зависимости от соотношения реагирующих веществ и активности катализатора получается максимальная конверсия . Конверсия обратно пропорциональна продолжительности контакта . Таким

Алкилирование по этому методу ведется на катализаторе, содержащем пирофосфорную кислоту , нанесенную на кизельгур . Катализатор помещается в трубчатый реактор слоем высотой около 5 м. Используются реакторы трубчатого типа, состоящие из пучка труб или в виде полой трубы диаметром 0,5—0,6 м и высотой 5 м; внизу полой трубы находится решетка, на которую загружается катализатор. Последовательно устанавливается несколько реакторов, в которые пропилен подается по частям. Сырье в виде смеси бензола и пропан-пропиленовой фракции при молярном отношении бензол : пропилен » 3—3,5 :1 пропускается через слой катализатора с объемной скоростью 3,5 час-1 при 225—250° С и давлении 25 ат. Тепловой эффект реакции при 250° С составляет 23,4 ккал/молъ. Катализатор работает 700—800 час, затем теряет активность и заменяется свежим; из 1 кг катализатора получается 780—800 л кумола.

Поскольку конверсия этилена за проход составляет не более 5%, то проводится многократная рециркуляция этилена, и выход этилового спирта в конечном итоге достигает 95% на этилен. Объемная скорость циркулирующих газов составляет 1800—2000 час-1 при времени контакта 18—20 сек. При достаточно активном катализаторе с 1 я*3 катализатора получается 180—200 кг спирта в час.