Главная -> Словарь

Катализатора представляет

В промышленных условиях активность катализатора практически любого нефтехимического гетерогенно-катали-тического процесса со временем уменьшается вследствие образования коксовых отложений на активной поверхности. Для восстановления основных характеристик закоксованные катализаторы периодически подвергают окислительной регенерации. Окислительная регенерация закоксованных катализаторов представляет собой совокупность химических реакций, протекающих при взаимодействии кислорода с коксом и приводящих к его удалению с активной поверхности катализатора в виде газообразных продуктов окисления. Физико-химические закономерности этих реакций определяются количеством и способностью кокса к окислению, составом газовой фазы, температурой и свойствами поверхности, на которой происходит окисление.

С конца 30-х голой в практику каталитического риформипга продуктов прямой гонки США усиленно внедряется синтетический ароматизирующий катализатор. Он обладает высокой термической стабильностью и позволяет получить бензин с октановым числом в чистом виде от 85 до 90, причем выход бензина достигает 80 %. Катализатор может работать без регенерации до 10 ч и содержит в своем составе оксиды хрома и других металлов, дающие эффект ароматизации. Срок службы катализатора практически неограничен. Проблема ароматизирующего риформинга представляет специальный интерес и решение ее связано с применением катализаторов, резко отличающихся от алюмосиликатных, поэтому мы ее не рассматриваем.

При всех этих показателях процесс имеет чрезвычайно простое аппаратурное оформление и главнейший узел состоит, по существу, из двух полых, футерованных изнутри сосудов, между которыми осуществляется циркуляция катализатора встречными потоками из одного сосуда в другой и обратно. Движущими элементами циркуляции являются потоки крекируемою сырья и регенерационпого воздуха и напоры столбов катализатора в стояках реактора и регенератора. Постоянство уровней кипящего слоя пылевидного катализатора в реакторе и регенераторе обеспечивается автоматически действующими регулирующими клапанами па стояках. При поддержании постоянных уровней кипящего слоя катализатора практически исключается попадание сырья или воздуха соответственно в регенератор или реактор, а если таковое и происходит, то это влечет за собой лишь нарушение температурного режима и излишний пережог сырья.

Надо отметить, что дробление зерна катализатора практически не сказывается на активности исследованных катализаторов. Однако каталитические свойства системы металл — цеолит должны определяться не только состоянием металла, но и транспортом реагирующих веществ к активным центрам. Дробление зерна катализатора не может служить в данном случае достаточным основанием для выяснения области протекания реакции, так как транспорт реагирующих веществ в основном определяется вторичной пористой структурой катализатора, т. е. размером входных окон цеолита 111))). Особенно это существенно, если частицы металла расположены внутри больших цеолитных полостей .

Из приведенных данных видно, что при увеличении концентрации фталоцианина кобальта на носителе выше 0,2 % мае., активность катализатора практически не меняется. Следовательно, оптимальное время нанесения фталоцианина на уголь марки АГ-5 составляет 90-120 минут.

Как видно из табл. 4.19, степень очистки реальных СЩС с установки концентрирования пропилена Московского НПЗ на катализаторе КС-2 оказалась заметно выше как по сульфидам, так и по тиолам, а отдув тиолов с отработанным воздухом в присутствии КС-2 на 10... 16% меньше, чем на тканевом катализаторе УВКО. При этом, если окисление сульфидной серы в стоках идет достаточно интенсивно и в отсутствии катализатора, то меркаптидная сера, являющаяся наиболее нежелательным компонентом стоков, без катализатора практически не окисляется. Испытание активности титанового катализатора ТИКОС в процессе обезвреживания этих СЩС, а также смешанных сульфидмер-каптидсодержащих стоков от защелачивания сырья ГФУ ПО «Кириши-нефтеоргсинтез», показало, что ТИКОС, так же как и УВКО, уступает

В работах указывается на небольшое увеличение активности единицы поверхности образцов, подвергнутых термопаровой обработке; однако, по мнению большинства из авторов данных работ, это не свидетельствует об изменении фактической активности, а обусловлено меньшим влиянием внутренней диффузии у более крупнопористых образцов. Исследования кинетики крекинга кумола на образцах алюмосиликатного шарикового катализатора показали, что после прокаливания удельная активность катализатора практически не изменяется, а после обработки паром 24 ч при 750 °С она уменьшается очень сильно. Относительные удельные активности для свежего, прокаленного при 900 °С и пропаренного при 750°С катализаторов оказались равными соответственно 0,66, 0,60 и 0,33. Это уменьшение удельной активности автор объясняет разрушением алюмосиликатных групп или соеди-' нений, ответственных за каталитическую активность.

Из литературных данных следует, что алюмосиликатный катализатор спекается наиболее интенсивно при переработке тяжелого сырья. Качество циркулирующего катализатора постоянно ухудшается. При работе установок каталитического крекинга на сырье типа атмосферного газойля качество катализатора годами сохраняется на высоком уровне. Так, отмечается , что при переработке бензина и атмосферного газойля активность свежего катализатора в течение первого месяца работы уменьшается на 2—3 пункта, а уже на втором месяце работы достигает равновесной активности 34—35 пунктов. После одного года эксплуатации активность катализатора на разных установках была от 33 до 35. Таким образом, качество катализатора практически не меняется.

Металлы, содержащиеся на поверхности катализатора, практически не влияют на скорость выжига коксовых отложений в диффузионной области и существенно ускоряют регенерацию катализатора в кинетической области. Исследованные нами металлы по степени убывания их воздействия на скорость окисления кокса в кинетической области располагаются в следующий ряд: хром ванадийлитиймолибден, медь, натрийжелезокобальт, никельбериллий, магний, кальций, стронцийкалийцезий • свинец.

В промышленных условиях активность катализатора практически любого нефтехимического гетерогенно-каталитического процесса со временем уменьшается вследствие образования отложений кокса на активной поверхности. Поэтому стадия регенерации катализатора для многих нефтехимических производств является неизбежной. Более того, поскольку время регенерации зачастую сравнимо со временем протекания основного процесса, конструктивные и режимные показатели регенератора в значительной степени определяют технико-экономические показатели процесса в целом.

Было изучено влияние олова и свинца на активность и селективность алюмоплатинового катализатора в реакциях дегидрирования циклогексана и дегидроциклизации н-гептана . При 315 °С увеличение отношения Sn : Pt или Pb : Pt приводит к резкому снижению активности катализатора в реакции дегидрирования циклогексана, вплоть до полной его дезактивации. Поскольку при такой низкой температуре зауглерожнвание катализатора практически не происходит, следует полагать, что падение его активности вызвано отравлением как оловом, так и свинцом. Отравление происходит вследствие непосредственного взаимодей-" ствия платины и олова или платины и свинца, что должно привести к химическому модифицированию платиновых кластеров *.

Л р и г о т о в л е н и е катализатора. Приготовление катализатора представляет собой один из наиболее сложных и важных участков в общей технологической схеме завода синтеза. Исходными материалами являются кобальт, окись магния, окись тория и кизельгур. Все исходные продукты должны быть очень чистыми и в них допускается лишь самое минимальное количество, железа и кальция. Поэтому при приготовлении катализатора используют преимущественно конденсат

Образование и отложение кокса в порах катализатора являются недостатками процесса каталитического крекинга. Выжиг кокса без спекания и порчи при этом катализатора представляет собой такую же важную операцию, как и каталитический крекинг сырья в реакторе. При эксплуатации установок процессу регенерации катализатора уделяют не меньшее внимание, чем крекингу сырья.

Индекс активности свежих катализаторов крекинга неустойчив, поэтому их активные свойства предпочитают определять после стабилизации или частичной дезактивации катализатора в стандартных условиях в присутствии водяного пара или без него. Повышение стабильности активных свойств катализатора представляет большой практический интерес, и в этом направлении проводятся исследования .

Выравниватель потока катализатора представляет собой ряд горизонтальных перфорированных плит, из которых нижние расположены в конусной части реактора, а верхние две — в его цилиндрической части. На первой верхней плите разбивка отверстий произведена по нескольким концентрическим окружностям; диаметр отверстий 10 см, расстояние между соседними окружностями 45 см. Вторая плита подобна первой. Под вторую плиту подается водяной пар для продувки катализатора и создания затвора. .Нижние плиты, меньшего размера, чем верхние, и с меньшим числом отверстий для прохода катализатора, патрубков не имеют .

Кажущаяся плотность катализатора представляет собой отношение массы пробы к объему, занимаемому только самими частицами. В этом случае объем пустот между частицами в слое не учитывается.

Промышленный регенератор с движущимся слоем катализатора представляет собой вертикальный многосекционньш аппарат с раздельной подачей кислородсодержащего газа в каждую секцию и с отводом

С другой стороны, продукт совместной селективной полимеризации пропилена и н-бутиленов под давлением в присутствии твердого фосфорнокислого катализатора представляет смесь гептенов изостроения, которые применяют как для получения моторного топлива, так и для производства изооктилового спирта оксо-синтезом . Высококипящие фракции полимеризата использовались для производства додецилмеркап-тана .

Безрегенерационный процесс, проводимый под давлением 35—52 am в условиях, практически исключающих отложение кокса, с длительным сроком эксплуатации катализатора, представляет собой наиболее простую модификацию процесса. Однако при переработке сырья с низким содержанием нафтеновых углеводородов этот процесс дает пониженные выходы высококачественных бензинов и ароматических углеводородов.

цессе в виде взвеси в растворителе. В полимере остается часть катализатора, которую необходимо разложить химическими методами. Это возможно осуществить, например, многократной промывкой полимера метанольным раствором соляной кислоты. Удаление последних следов катализатора представляет серьезные трудности.

Несколько другой вариант крекинга с движущимся слоем катализатора представляет собой процесс суспензоид, разработанный английской фирмой «Импириал ойл» 19))). При этом процессе к сырью добавляют сравнительно небольшое количество порошкообразного катализатора; реакция протекает за время прохождения сырья через печной змеевик типа применяемого в термическом крекинге. Поскольку при этом процессе циркуляция катализатора отсутствует, важнейшее значение приобретает его дешевизна; в соответствии с этим применяют природную глину или отработанную глину от процессов контактной очистки нефтепродуктов.

При прямом гомогенном окислении этилена кислородом1» 2 образуется ряд ценных продуктов: окись этилена, формальдегид, органические кислоты. Долгое время внимание исследователей было сосредоточено на процессе окисления этилена до формальдегида. Действительно, получение формальдегида при окислении этилена кислородом3"5 при 400 или 600 °С одновременно с окисью этилена и другими кислородсодержащими соединениями в относительно простой аппаратуре, без применения дорогого катализатора представляет большой интерес. Не менее заманчивым является путь синтеза окиси этилена гомогенным окислением этилена в газовой фазе, так как для этого процесса не требуется затрат ни дорогого катализатора, ни хлора. Кроме того, при этом способе получения окиси этилена не требуются этилен и воздух такой высокой степени очистки, как при каталитическом окислении этилена. К недостаткам этого метода относятся многообразие образующихся продуктов и низкая селективность, что объясняется цепной природой происходящих превращений и высокой температурой. Однако развитие теории цепных процессов открывает новые пути совершенствования реакций газофазного окисления этилена, поэтому можно надеяться, что этот процесс, находящийся пока в стадии лабораторно-модельных исследований, будет использован в промышленности для синтеза окисей олефинов.