Главная -> Словарь

Катализатора раствором

Для современных крупнотоннажных производств со сменно-циклическими процессами получили распространение системы с циркулирующим катализатором: реакторы с движущимся слоем шарикового катализатора и особенно с кипящим слоем порошкообразного или микросферического катализатора. Рассмотрим эти системы на примере установок каталитического крекинга.

Рассмотрим поведение слоя мелких твердых частиц при пропускании через него снизу вверх газа- или паров. Слой статичен, когда через него не пропускается газ. При низкой скорости восходящего потока газа не наблюдается заметного перемешивания частиц катализатора и вышележащие зерна продолжают покоиться на нижележащих. Газ проходит через пустоты в слое.

Из многочисленных лабораторных исследований по крекингу разнообразных видов сырья в стационарном гслое катализатора рассмотрим данные

САР РРБ с движущимся слоем шарикового катализатора. Рассмотрим более подробно САР основных переменных РРБ установки крекинга с движущимся слоем шарикового катализатора. Как отмечалось в гл. I, установки каталитического крекинга в слое с движущимся шариковым катализатором в настоящее время не •строятся. Более того, некоторые из действующих установок реконструируются с переводом на кипящий слой или сквозной поток пылевидного катализатора. Тем не менее, установки 43-102 составляют все еще значительную долю всех отечественных мощностей каталитического крекинга. В связи со сказанным было бы неправильно не рассмотреть проблему автоматизации этих установок.

Рассмотрим температурный профиль по высоте реактора. Выравнивание температур сырья и катализатора происходит уже в нескольких сантиметрах от точки смешения. Температура слоя, высокая в верху реактора, сначала резко падает, что свидетельствует об интенсивном протекании эндотермической реакции крекинга, а затем несколько увеличивается вследствие преобладания экзотермических реакций образования вторичных продуктов. При этом изменение температуры в верху реактора на 10—15° С приводит к изменению температуры в его середине на 2—3°С. Это обстоятельство, а также меньшая инерционность каналов, связывающих температуру верха с основными возмущениями, подтверждают преимущество использования в САР температуры верха

Скорость всего процесса лимитируется диффузией в порах катализатора. Рассмотрим одиночный капилляр, в котором идет реакция первого порядка. Составим уравнение материального баланса целевого компонента А в этих условиях. Схема процесса дана на рис. V-4.

В промышленном реакторе катализатор контактирует с углеводородами различной молекулярной массы и состава, а также с компонентами, содержащими серу, азот и атомы тяжелых металлов. Температура в реакторе обычно составляет 500—600 °С. В процессе крекинга на поверхности катализатора отлагается кокс, который затем выжигается в регенераторе. При транспортировке катализатора из реактора в регенератор осуществляется от-парка углеводородов с поверхности реактора при температуре реакции, после чего катализатор взаимодействует с воздухом и паром в регенераторе. В этом аппарате выжигаются коксовые отложения . Регенерированный катализатор возвращается в реактор и вновь участвует в процессе крекинга. Таким образом, в каждом цикле происходит истирание частиц и воздействие на них углеводородов, атомов тяжелых металлов, водяйого пара, воздуха и высокой температуры. В среднем частицы катализатора выдерживают около 150 тыс. циклов до замены. Перечисленные факторы оказывают существенное влияние как на физические, так и на химические свойства катализатора. Рассмотрим влияние температуры.

где ИА —г индекс активности катализатора; S0 — содержание серы в исходном образце сырья; ?э — содержание серы в гидрогенизате, полученном при испытании эталонного катализатора; SK — содержание серы в гидрогенизате, полученном при испытании образца заданного катализатора. Рассмотрим пример. В исходном сырье — в фракции 200— 350° С прямой гонки ромашкинской нефти содержится серы S0 = 0,9%. В гидрогенизате при испытании эталонного катализатора содержание серы S3 = 0,1%. В гидрогенизате при испытании пробы заданного катализатора содержание серы SH = 0,2%. Тогда индекс активности заданного образца катализатора будет

Производственные неполадки, случающиеся в процессе формовки, оказывают большое влияние на качество катализатора. Рассмотрим наиболее типичные из них.

К 50-ому циклу степень превращения меркаптанов падает с 99 до 96%. Такое падение, очевидно, связано с вымыванием с поверхности угля едкого натра. Повторная пропитка катализатора раствором едкого натра восстанавливает активность катализатора - степень превращения меркаптанов вновь достигает 99,5 %. По результатам испытаний гетерогенных катализаторов в периодическом режиме для изучения кинетики реакции и дальнейших испытаний процесса демеркаптанизации выбрано сочетание угля АГ-3 с катализатором ИВКАЗ, показавшее себя наиболее активным и стабильным.

Содержание ГСФ определяется титрованием водной вытяжки, полученной при кипячении навески катализатора, раствором щелочи. Количество НГСФ рассчитывается как разность между содержанием ОК и ГСФ.

масса освобождалась от кислого катализатора раствором кальци-

Следует отметить, что аналогичные результаты получаются при частичной дезактивации окисноалюминиевого катализатора раствором щелочи или просто водой.

мым потенциометрическим титрованием водной суспензии катализатора раствором NaOH или титрованием уксусной кислоты, выделившейся в результате обменной реакции катализатора с 1 н. раствором уксуснокислого натрия .

Активность никелевых катализаторов па окисномагппевом носителе с различным размером зерна сравнивали в реакции гидрирования бензола и обратной реакции дегидрирования циклогексана. При добавке тцофепа в количестве, вызывающем полное подавление гидрирующей активности катализатора, активность никеля в обратной реакции дегидрирования все еще сохранялась при воздействии 10 мг тиофена в циклогексановом растворе. При многократной обработке 3-граммовых порций катализатора раствором 10 мг тиофена в циклогексане каждый раз задерживалось 1,0 мг серы на 1 г катализатора.

При дальнейшем изучении оказалось, что ионы натрия отравляют ни-кель-алюмосиликатный катализатор в отношении изомеризации . Ионы натрия вводили либо при использовании углекислого натрия вместо углекислого аммония для приготовления катализатора, либо путем пропитки активного катализатора раствором углекислого натрия. Основной реакцией, протекавшей с катализатором, содержащим натрий, была реакция деметани-.зации

1. Титрование катализатора раствором амина выполняется в закрытых сосудах так, что присутствие водяных паров исключается.

В качестве катализаторов парциального гидрирования бензола исследованы также 2% Ru/Si02, 2% Ru-0.2 %Cu/Si02 , Ru/La2, Ru/y-Al203, дисперсный металлический Ru с добавками бутиловых спиртов , коллоидный Ru/La203, суспендированный в водном растворе NaOH , Ru, взвешенный в водно-органической системе , Ru, промотированный кобальтом , Ru-B/Si02, полученный пропиткой рутениевого катализатора раствором КВН4 , Ru, модифицированный Са, Mg , ZnO . Однако во всех этих работах выход циклогексена, как правило, не превышает 60 %.

Фирма «Mobil Oil Corp.» запатентовала использование в процессе диспропорционирования толуола цеолитных катализаторов, например ZSM-5, активированного 2-6-кратной обработкой водорастворимыми кремнийорганическими полимерами - про-пиламиносилановым полимером, другими силиконами, силана-ми, алкоксисиланами в воде или водном растворителе с последующим кальцинированием. Селективность получения п-ксило-ла на таких активированных цеолитах составляет 80-90 % . Той же фирмой предложено проводить трехкратную модификацию цеолитного катализатора раствором диметил-фенил-ме-тилполисилоксана в додекане. Селективность образования п-кси-лола при диспропорционировании толуола возрастает при этом до 92 % .

Магний, магний вводят в катализаторы гидроочистки двумя способами - пропиткой прокаленных катализаторов-Со-Мо/А^Оз раствором соли магния ; путем использования в качестве структурообразующего компонента IfgO или Ча-kl шпинели состава ЩкЬ^У^уцЫ^)^ . По данным фирмы "Бритиш Петролеум? пропитка промышленного катализатора раствором сульфата или ацетата магния, позволяющая ввести в его состав 1-8% MjO, увеличивает* объем пор размером