Главная -> Словарь

Катализатора существуют

Температура, объемная скорость сырья и давление оказывают влияние на скорость и глубину гидрогенолиза гетеропримесеи в газофазных процессах гидроочистки топливных фракций в полном соответствии с химической кинетикой. Как видно из рис. 10.11,а,б, требуемая применительно к дизельным топливам глубина обессе — рив.шия 90 —93 % достигается при объемной скорости 4 ч~', давлении 4 МПа и температурах 350 — 380 °С. При температурах свыше 420е С из-за более быстрого ускорения реакций гидрокрекинга возрастает выход газов и легких углеводородов, увеличиваются кок:ообразование и расход водорода. Для каждого вида сырья и катализатора существует свой оптимальный интервал режимных параметров .

Для случая металлцеолитных катализаторов не существует однозначной точки зрения на механизм реакции изомеризации парафиновых углеводородов: ряд авторов высказывается в пользу бифункционального механизма , для морденитсодержащего катализатора существует предположение о чисто кислотном механизме , в работах

симости температуры от длины реактора, при которой будет максимальным выход продукта. К этому классу задач ^относятся и задачи управления химико-технологическими процессами в нестационарных условиях . Существует общая теория выбора оптимальных функций, объединяющая ряд методов, однако для исследования задач химической технологии применяют лишь вариационные методы. В настоящее время широко распространено применение принципа максимума Понтрягина.

Как видно из приведенных результатов, общей закономерностью является резкое падение селективности процесса с увеличение времени контакта газовой смеси с катализатором. Однако, для каждого типа катализатора существует оптимальное время контакта, при котором удается добиться одновременно высокой суммарной конверсии сероводорода при практически 100%-ой селективности процесса в отношении образования элементной серы.

Для всех видов сырья степень обессеривания возрастает с повышением температуры, но до известных пределов. Каждый вид сырья имеет свой максимум температуры, после которого скорость реакций разложения и насыщения непредельных углеводородов увеличивается быстрее, чем скорость реакции гидрирования сернистых соединений. Избирательность действия катализатора по отношению к сернистым соединениям замедляется, возрастает выход газа, легких продуктов, расход водорода. Увеличивается коксообразование. Вследствие этого для каждого вида сырья и катализатора существует СЕОЙ оптимальный интервал температур.

Между крекирующей и гидрирующей функциями катализатора существует определенное оптимальное соотношение. Реакции крекинга не должны протекать быстрее, чем гидрирование продуктов крекинга. В противном случае на поверх-

Между массовой и объемной кратностью циркуляции катализатора существует соотношение-:

Из указанного выше следует, что для каждого сочетания вида сырья и катализатора существует оптимальный температурный режим крекинга, обеспечивающий равновесие между десорбцией промежуточных продуктов уплотнения с поверхности катализатора и адсорбцией исходных молекул сырья, быстрое удаление продуктов деструкции и минимальный выход кокса.

Для каждого сочетания сырья и катализатора существует оптимальный температурный режим крекинга, обеспечивающий максимальную удельную производительность и селективность по целевым продуктам при минимальном отложении кокса на катализаторе. При этом крекингу более ароматизированного и более тяжелого по фракционному составу сырья соответствуют более высокие температуры.

Как видно из приведенных результатов, общей закономерностью является резкое падение селективности процесса с увеличение времени контакта газовой смеси с катализатором. Однако, для каждого типа катализатора существует оптимальное время контакта, при котором удается добиться одновременно высокой суммарной конверсии сероводорода при практически 100%-ой селективности процесса в отношении образования элементной серы.

Отсюда следует важный практический вывод, что для каждого сочетания сырья и катализатора "существует оптимальный температурный режим крекинга, обеспечивающий энергетическое равновесие между десорбцией промежуточных продуктов уплотнения с поверхности катализатора и адсорбцией исходных молекул сырья, быстрое удаление продуктов разложения и минимальный вы- ^ ход кокса. При этом крекингу более аро- § матизированного и более тяжелого по фрак- '"§ ционному составу сырья соответствуют бо- 350 лее высокие температуры*.

В процессе работы установки каталитического крекинга катализатор, находящийся в системе, теряет активность, и избирательность его ухудшается — происходит старение катализатора. Существуют два вида старения катализатора: нормальное старение с постепенным снижением активности катализатора, но без существенного изменения его избирательности, и ненормальное, сопровождающееся резким ухудшением избирательности катализатора.

Показано , что активность биметаллического Pt—Re-катализатора в реакции гидрогенолиза циклопентана не является аддитивной функцией его состава. Максимальной активностью обладает катализатор, содержащий 70—80% Re в металлической фазе. Предполагают, что на поверхности катализатора существуют атомы Pt и Re, действующие как изолированные атомы или как атомы, слабо связанные между собой. Наряду с этим существуют атомы Pt и Re с электронной структурой, модифицированной присутствием второго металла. Число таких «активированных» атомов возрастает при увеличении содержания Re в металлической фазе катализатора.

Наличие в алюмосиликатных катализаторах протонных и апро-тонных кислотных центров доказано, с помощью ИК-спектроско-ппи. Найдено, что при адсорбции аммиака или органических оснований на поверхности алюмосиликатного катализатора существуют соединения:

В отличие от промоторов, повышающих активность катализатора, существуют вещества, добавка которых к катализатору уничтожает его Каталитическое действие. Это так называемые катализаторные яды. В процессах каталитического 'крекинга, дегидрогенизации, циклизации и других предназначенных для переработки углеводородного сырья активность катализатора постепенно снижается, так как поверхность катализатора покрывается смолистыми отложениями, превращающимися потом в коксообразные, или элементарным углеродом.

Кроме термического крекинга, источником олефинов является также каталитический крекинг, при котором они получаются в больших количествах. Каталитический крекинг получил быстрое и широкое распространение под влиянием потребностей военного времени, поскольку он давал хорошие выходы высокооктанового бензина, являющегося основным компонентом авиационного топлива с октановым числом 100. Каталитический крекинг заключается в нагревании паров нефтепродукта при умеренной температуре и низком давлении в присутствии естественного или синтетического алюмосиликатного катализатора. Существуют три способа проведения этого процесса. По одному из них пары углеводородов пропускают через неподвижный слой катализатора . При втором способе очень тонко измельченный катализатор, будучи взвешен в горячих парах углеводородов, увлекается ими в направлении их движения *. По третьему способу катализатор в виде гранул механически передвигается в реакционной зоне противотоком к движению паров углеводородов . Во всех случаях на катализаторе отлагается кокс, который приходится удалять выжиганием в токе газа, содержащего кислород: в процессе Гудри выжигание проводят периодически, в процессах с псевдоожиженным слоем катализатора или с движущимся слоем — непрерывно. Полученный крекинг-бензин содержит большое количество сильно разветвленных парафинов, благодаря чему он и обладает высоким октановым числом. Как и следовало ожидать, принимая во внимание мягкие условия крекинга,, этилен присутствует в газах в очень небольшом количестве; в основном крекинг-газы состоят из С3- и С4-углеводородов. Бутан-бутиленовую фракцию крекинг-газов в США используют для производства дивинила, необходимого для промышленности синтетического каучука, а также для получения изооктана .

В процессе оксосинтеза с получением альдегидов независимо от применяемого катализатора существуют три стадии:

Применяются реакторы с неподвижным слоем катализатора; существуют также патенты на применение реакционных устройств с ожиженным слоем катализатора, но в промышленности они пока не применяются .

Толуол представляет собой продукт, получаемый в процессе каталитической ароматизации или пиролиза. Алкилбензол получают каталитическим алкилиро-ванием бензола олефинами газов крекинга . В зависимости от катализатора существуют три марки алкилбензола: № 1—сернокислотный; № 2 — хлористоалюминиевый; № 3 — фосфорнокислотный. Пиробензол представляет собой обестолуоленный продукт пиролиза керосиновых фракций и состоит в основном из легких ароматических углеводородов.

Толуол4 получают в процессе каталитической ароматизации или пиролиза, алкилбензол— каталитическим алкилированием бензола олефинами газов крекинга . В зависимости от катализатора существуют три марки алкилбензола: № 1 — сернокислотный; № 2— хлористоалюминиевый; № 3 — фос-форнокислотный. Пиробензол представляет собой продукт пиро-