Главная -> Словарь

Катализатора способствует

- химические превращения крекируемого сырья осуществляются по карбений ионному механизму посредством хемосор — бции молекул углеводородов к поверхности катализатора, состоящего Ио слабоактивной крупнопористой матрицы из алюмосиликата и из активного компонента — цеолита;

Третий контур применяется на установках с циркуляцией катализатора, состоящего из частиц размерами от 3 до 6 мм, а четвертый на установках с циркулирующим микросферическим или пылевидным катализатором.

2) установки типа флюид, где те же процессы проводятся в кипящем псевдоожиженном слое пылевидного или микросферического катализатора, состоящего из частиц размерами преимущественно от 20 до 100 микрон.

А. Прямое алкилирование. Толуол и этилбензол легко алкилируются при обычной температуре этиленом под давлением 20 — 35 am в присутствии небольшого количества катализатора — безводного А1С13, однако при этом имеется большая склонность к образованию высших полиалкилбензолов. Относительные количества диалкильных и триал-кильных продуктов повышаются при увеличении избытка исходного ароматического углеводорода и уменьшении времени контакта с катализатором. Применение смешанного катализатора, состоящего из одной части РеС13 и одной части А1С13 , позволяет добиться более быстрого поглощения этилена даже при низких температурах и давлениях. Сравнительные количества диалкильных и триал-кильных продуктов при этом также увеличиваются; сам по себе FeCl3 неактивен. При алкилировании этилбромидом и этилсульфатом смешанный катализатор не имеет преимуществ по сравнению с одним А1С13. В табл. 1 приведены типичные данные по выходам смеси этилтолуолов и диэтилтолуолов , а также выходы ди- и триэтилбензо лов, полученных алкилированием по Фриделю-Крафтсу.

В другом процессе, где источником кислорода также является воздух, применяются такие псевдоожиженные термостойкие материалы, как окиси алюминия, магния или кремния. Этуэлл нагревал термостойкий материал до 1093° С, продувая воздух для выжигания остаточного углерода, отложившегося на термостойком материале во время последующих операций, и добавочный топочный газ. Горючий твердый материал поступает затем в псевдоожиженный слой никелевого катализатора вместе с предварительно нагретым метаном, паром и двуокисью углерода. Это тепло горячего термостойкого материала используется для эндотермической конверсии метана в синтез-газ. Способ отделения никелевого катализатора от термостойкого материала основан на разнице в размерах их частиц . Частицы термостойкого материала «выдуваются» из слоя катализатора, состоящего из более крупных частиц. При этом возникает другая трудная технологическая задача — транспортировка горячего твердого материала, тем более, что при необходимости работать при 30 am уменьшение скорости реакции обусловит потребность в более высоких температурах для данной конверсии. Гомогенное частичное окисление метана кислородом представляет интерес для промышленности с точки зрения производства ацетилена и в качестве побочного продукта синтез-газа . Для термического процесса необходима температура около 1240° С или выше, чтобы получить требуемую конверсию метана . Первичная реакция является сильно экзотермической вследствие быстрой конверсии части метана до двуокиси углерода и водяного пара . Затем следует эндотермическая медленная реакция остаточного метана с двуокисью углерода и водяным паром. Для уменьшения расхода кислорода на единицу объема синтез-газа в- Германии для эндотермической ч*асти реакции применяются активные никелевые катализаторы. В Соединенных Штатах Америки приняты некаталитические реакции как часть гидроколь-процесса для синтеза жидких углеводородов из природного газа.

Использование катализатора, состоящего из хромовокислого магния и алюмосиликата при 500°, для изомеризации бензина термического крекинга дало повышение октанового числа на 4,5 единицы .

Для превращения СО в СО2 процесс проводят, при более низких температурах в присутствии катализатора, состоящего из смеси окислов железа, хрома и алюминия. Из 1 м3 СН4 получают около 3,18 м3 газа следующего состава : 60,5 Н2; 20,2 N2; 4 СО; 14,8 СО2; 0,5 СН4. После удаления других компонентов получают смесь Н2 и N2 с объемным соотношением компонентов, равным 3 : 1, которое и необходимо для синтеза аммиака.

Реакция дегидрогенизационного катализа циклогексана и его гомологов, протекающая в присутствии платиновых катализаторов , при температуре 300° приводит к образованию с количественным выходом бензола и его гомологов, структура которых отвечает структуре исходных циклогексановых углеводородов. Эта реакция была открыта Н. Д. Зелинским в 1911 г. и в дальнейшем детально им исследована. Оказалось, что в отличие от условий с применением катализатора, состоящего из чистого никеля, в присутствии которого, как показал Сабатье, циклогексан превращается не только в бензол, но примерно на 30% расщепляется с образованием метана, в условиях, разработанных Н. Д. Зелинским, реакция в случае циклогексана и его ближайших гомологов протекает исключительно гладко, без образования побочных продуктов . Реакция эта обратима:

По имеющимся лабораторным методам можно определить, в основном, механическую прочность катализатора, состоящего из крупных гранул. Так, практикуется определение прочности гранул путем многократного удара навески катализатора потоком воздуха о сталь-

Более сложные гексаметиленовые углеводороды распадаются легче, чем простые; длинные цепи отрываются также легче коротких. Реакции дегидрирования нафтенов в условиях деструктивной гидрогенизации имеют подчиненное значение . При деструктивной гидрогенизации полинафтены типа CeHii n • СеНи в присутствии катализатора, состоящего из АЬОз и FezOs, образуют простейшие парафиновые углеводороды, включая и СШ, и простейшие нафтеновые по схеме СвНп п. СвНи + Н2 - гаСШ + 2CeHi2.

В литературе описан аналогичный процесс полимеризации с применением катализатора, состоящего из 2—3% вес. окиси хрома на алюмоси-ликатном носителе. Могут применяться и другие носители как двуокись кремния, окись алюминия, окись циркония, окись тория или смеси этих окислов. В присутствии таких катализаторов можно проводить полимеризацию этилена, пропилена и других а-олефинов. Окиснохромовый катализатор активируют нагревом с сухим воздухом при атмосферном давлении. С повышением температуры активирования катализатора или температуры реакции молекулярный вес образующегося полимера уменьшается. Вместе с тем молекулярный вес продукта возрастает с повышением давления реакции. Полимеризацию этилена проводят при давлении 7—35 ати; температуру реакции поддерживают в пределах 90—170°, предпочтительно 135—150°. На стационарном катализаторе оптимальная температура полимеризации высших олефинов ниже, чем требуемая для полимеризации этилена. Окись хрома на алюмосиликатном носителе можно промотировать добавкой небольших количеств окиси стронция.

Галогены являются необходимой составно: частью катализаторов риформинга, но их содержание должно пор держиваться в определенных, строго контролируемых пределах Нерегулярное и чрезмерно большое поступление хлора глубина конверсии уменьшается на 9%, а избирательность па 8%.

В качестве промоторов в смешанные катализаторы ввгдчт окислы щелочных металлов . Для повышения стабильности катализатора в глиноземный носитель вводят 0,5—10 мас.%, окиси титана, что позволяет снизить содержание сажи в газе при конверсии высших углеводородов в 1,5—2 раза, увеличить степень конверсии бензина. Повышению активности катализатора способствует введение в него небольшого количества окиси марганца. На основе имеющихся данных нельзя сделать определенные выводы о сущности положительного влияния промоторов катализаторов. Невозможно с полной определенностью ответить на вопрос, являются ли применяемые промоторы модификаторами или промоторами. Нет пока возможности установить, ускоряют они собственно реакцию конверсии углеводородов или только газификацию образовавшегося в процессе углерода или лишь предотвращают образование последнего.

личие зоны предварительного ускорения 2 в сочетании с высокоэффективной системой ввода тяжелого сырья 3 благодаря быстрому диспергированию сырья в разбавленной фазе катализатора способствует увеличению выхода бензина и. других ценных продуктов на первой стадии крекинга. Легкий углеводородный газ, подаваемый в узел смешения, предназначен для некоторого снижения активности регенерированного катализатора, приближения его к равновесной активности, а также для пассивации отложений тяжелых металлов на катализаторе. Непосредственно к лифт-реактору примыкают циклоны 4. Эффективное отделение катализатора от продуктов крекинга в циклонах позволяет отказаться от рециркуляции шлама в лифт-реактор.

В верхней части реактора для уменьшения уноса катализатора в ректификационную колонну и снижения количества рециркулирующего шлама устанавливаются циклонные устройства. Отделенная от продуктов крекинга катализдторная пыль по стоякам циклонов возвращается в рабочую зону реактора. Возврат в кипящий слой мелких фракций катализатора способствует поддержанию в реакторе устойчивого равномерного кипящего слоя и благоприятно сказывается на проведении реакций крекинга.

Процессы ГК в кипящем слое катализатора эйч-ойл фирмы «Хайдрокар-бон рисёрч» и эл-си-файнинг фирмы «Луммус» являются универсальными. Они позволяют переработать практически любое, в том числе самое неблагоприятное, сырье в качественные дистиллятные продукты. Эти процессы прямого ГК промышленно освоены, но из-за очень высоких капиталовложений не получили широкого распространения. Возможность обновления катализатора способствует достижению постоянных выходов продуктов и устраняет необходимость периодических остановок для выгрузки катализатора. Однако при извлечении катализатора в процессе вместе с отработанным катализатором уходит часть свежего, что дополнительно удорожает процесс. С повышением концентрации металлов в тяжелых остатках эксплуатационные издержки становятся чрезвычайно высокими. Поэтому в процессе эйч-ойл предлагается использовать защитный реактор, заполненный дешевым деметаллизи-рующим катализатором, в котором удаляется часть отравляющих примесей.

В большинстве технических каталитических процессов небольшое количество катализатора способствует превращению весьма значительных количеств реагирующих веществ. Так, одна массовая часть катализатора в производстве серной кислоты вызывает превращение 104, окисления нафталина во фталевый ангидрид -103, в производстве азотной кислоты окислением аммиака -106 мае. частей реагирующего вещества.

Дробление катализатора способствует росту степени использования зерна катализатора, увеличению глубины процесса и тем самым выхода кокса, а также росту коксоемкости катализатора. Кокс, яды и металлоорганичесюие соединения, откладываясь на свободных активных центрах, блокируют последние, уменьшают их число, понижая тем самым активность, стабильность и селективность катализаторов. Для уменьшения действия чрезмерно активных центров применяют методы предварительного отравления катализатора ядами.

Усовершенствование и интенсификация процессов со стационарным полиметаллическим катализатором позволили за счет снижения давления, оптимизации температуры и распределения объема катализатора по реакторам увеличить октановое число до 100 пунктов . Однако резкое возрастание коксообразования приводило к быстрой дезактивации катализатора, снижению селективности процесса и, в конечном счете, к сокращению продолжительности работы циклов, что резко снижало экономические показатели комбинированного завода. Сутки простоя такого НПЗ связаны с потерей продукции на один и более миллионов рублей. Риформинг с подвижным слоем катализатора позволяв'; увеличить календарное время работы установки в 3-4 раза и создать условия бесперебойной работы всего комбинированного завода в течение 3- 4 лет. Непрерывная или периодическая регенерация повышает равновесную активность катализатора, способствует углублению процесса, росту его селективности и увеличению качества и выхода водорода в 1,5- 2,5 раза.

Неоднородность по гранулометрическому составу оказывает существенное влияние на активность циркулирующего катализатора. Удаление в виде потерь с установки 1-А наиболее спекшихся и отравленных металлом частиц катализатора способствует эффективному обновлению катализатора и позволяет поддерживать его высокую равновесную активность.

Катализаторы приготовляют совместным и раздельным осаждением компонентов с последующей их промывкой, смешением и термической активацией. Можно вначале приготовить носитель, например а-АЬОз, a затем ввести в него активные компоненты пропиткой растворами соответствующих солей. Никель в состав катализатора любым из указанных способов целесообразно вводить из раствора нитрата никеля, а не из раствора сульфата, так как в процессе термической активации он разлагается значительно легче с образованием закиси никеля . Раздельное осаждение компонентов катализатора способствует улучшению его качества, так как при этом достигается более высокая чистота каждого из компонентов . На свойства катализаторов существенно влияют условия осаждения компонентов: рН среды, скорость слива растворов, температура осаждения.