Главная -> Словарь

Катализатором значительно

Существует много модификаций процесса каталитического крекинга — крекинг со стационарным катализатором , крекинг-установка «Суспензо-ид», крекинг в спускающемся сплошном слое шарикового или таблетированного катализатора , двухступенчатые крекинг-установки, крекинг с циркулирующим катализатором, крекинг в кипящем слое пылевидного и микросферического катализатора /2/.

1. Реакторный блок установки каталитического крекинга с циркулирующим пылевидным катализатором

Установки каталитического крекинга имеют однотипную технологическую схему и различаются в основном принципом работы и конструктивным оформлением реактора регенераторного блока. В отечественной промышленности действуют установки 43-102 и 43-Ш2РРС с циркулирующим шариковым катализатором, установки 1А/1М, ГК-3, 43-103 и Г-43-107 с циркулирующим микросферическим катализатором. Установки первого типа в настоящее время практически не строятся. Основное развитие в отечественной промышленности в перспективе получат комбинированная установка каталитического крекинга Г-43-107 и ее модификации.

Рис. XXIV-10. Реактор с пылевидным катализатором установки Г43-107:

На смену первым сменно-циклическим установкам каталитического крекинга с реакторами периодического действия пришли более совершенные системы крекинга с циркулирующим катализатором. Крекинг и регенерация катализатора на таких установках проводятся в разных аппаратах: реакторе и регенераторе. Катализатор из аппарата в аппарат поступает самотеком или принудительно: регенерированный — в реактор, а отработанный —в регенератор. Существует несколько разновидностей установок с циркулирующим катализатором:

Установки каталитического крекинга с циркулирующим катализатором состоят из следующих секций: подготовки сырья, крекинга, регенерации катализатора и разделения продуктов крекинга.

Установки каталитического крекинга с алюмосиликатным катализатором можно разделить на три типа:

Установки каталитического крекинга со 'стационарным катализатором не получили большого распространения. Установки с дви-

производительность установки по сырью. Прекращение подачи водяного пара приведет к прекращению отпарки паров продукта с катализатора. Пары углеводородов, попадая с катализатором в катализаторопровод, могут вызвать пожар. В этом.случае необходимо, остановить установку.

Реконструкция установки. В последние годы установки с движущимся шариковым катализатором, спроектированные и построенные для аморфного алюмосиликатного катализатора, переведены на значительно более активные и селективные цеолитсо-держащие катализаторы, на которых, во-первых, получается значительно больше бензина, во-вторых, кокса. Если установки не реконструировать, то их приходится эксплуатировать в более мягком режиме или при сокращенной производительности. Для полного использования возможностей, заложенных в цеолитсодержа-щих катализаторах, осуществляется несколько вариантов реконструкции установок. Например, в одном варианте реконструирован ввод тяжелого сырья ; сокращен объем реакционной зоны до 30—40 м3; увеличен на 2—3 секции регенератор; увеличена охлаждающая поверхность конденсаторов верхнего продукта ректификационной колонны.

Установки каталитического крекинга в кипящем слое эксплуатируются с начала 1940-х гг. Как и на установках с шариковым катализатором, реакция крекинга осуществляется в реакторе, а выжиг кокса—в регенераторе. Отличительная особенность установок— применение пылевидного или микросферического катализатора, способ его транспортирования и наличие кипящего слоя в реакторе и регенераторе. Катализатор изготовляют в виде мелких шариков или частиц неправильной формы размером 10—120 мкм.

Процесс не полностью соответствует этой реакции, так как в продуктах реакции присутствует всегда наряду с углекислотой также и некоторое количество воды, т. е. в известной мере имеется и реакция, которая протекает на кобальтовом катализаторе . При работе на кобальтовом катализаторе получается вместе с водой также и некоторое количество углекислоты. Железо в условиях синтеза значительно менее активно в отношении гидрирования, чем кобальт, поэтому продукты синтеза над железным катализатором значительно богаче олефинами и уменьшено метанообразовение.

Со времени промышленного внедрения отечественного процесса каталитического крекинга с пылевидным катализатором значительно усовершенствовалась технология процесса: снижена себестоимость, улучшено качество и увеличен выход целевых продуктов. '

Установки каталитического крекинга с реакторными блоками» использующими псевдоожиженный слой твердого микросфериче' ского катализатора, получают преимущественное развитие и яв-ляются наиболее перспективными для крупнотоннажных производств. Устойчивая турбулизация двухфазной системы в псевдо-ожиженном слое обеспечивает интенсивную тепло-и массопередачу между фазами и постоянство температур во всем объеме слоя. Изотермичность и высокая теплопроводность псевдо-ожиженного слоя способствует стабильности химических реакций между реагентами. Благодаря увеличению поверхности соприкосновения межфазные процессы идут с высокими скоростями. Конструктивное исполнение реакторных блоков каталитического крекинга обусловливается химизмом процесса, а также условиями фазового взаимодействия реагентов с катализаторами — давлением и температурой. Реакторные блоки установок с крупногранулированным катализатором значительно уступают по своим технико-экономическим показателям блокам с кипящим слоем микросферического катализатора, особенно блокам, в которых используются лифт-реакторы с полусквозными потоками двухфазных систем, где конверсия происходит в прямоточной восходящей части аппарата. Несложная система циркуляции микросферического катализатора, а также большая гибкость по перерабатываемому сырью позволяют создавать реакторные блоки каталитического крекинга единичной мощности до 4,0 млн. т/год.

Реакторные блоки установок с гранулированным катализатором значительно уступают по своим технико-экономическим показателям блокам с кипящим слоем микросферического катализатора и блокам, в которых используется лифт-реактор с двухфазным потоком, где конверсия происходит в прямоточной восходящей части аппарата . Для быстрого отделения катализатора от нефтепродуктов в верхней части лифта-реактора установлен баллистический сепаратор, позволяющий исключить нежелательную излишнюю глубину превра-

ценное специальный катализатором, значительно меньше по сравнению с содержанием серы на промышленном ке-тэлизаторе . Это связано с различным содержанием компонентов на эмх катализаторах. Большая активность специального катализатора по сравнению с промышленным объясняется повышением эффективности использования активных центров, что обусловлено, по-видимому, химической структурой модифицированной окиси алюминия L 6 ))) .

Предполагается, что за образованием карбоний-иона следует ряд превращений, включающих изомеризацию ионов, их расщеплоЕше с образованием непредельных углеводородов и ионов с меньшим числом атомов углерода, расщепление этих меньших ионов и удаление гидрид-ионов из новых молекул парафинового углеводорода, в результате чего образуются новые ионы и повторяется указанная выше последовательность превращений. Возможно, что для первоначального образования карбоний-ионов и необходимо присутствие непредельных углеводородов, однако наличие их не лимитирует процесс, так как при крекинге непредельные углеводороды, конечно, образуются в избытке. Кроме того, показано, что примесь непредельных углеводородов в парафинах, подобных гексадекану, не вызывает заметного ускорения крекинга. Однако Хенсфорд с сотрудниками установил, что непредельные углеводороды ускоряли реакции обмена водородом между парафиновыми углеводородами я гидратированным катализатором. Значительно больше данных требуется для удовлетворительного количественного расчета концентрации карбоний-ионов. Тем не менее правила, которым следуют -эти гипотетические ионы, хорошо объясняют образование продуктов при крекинге парафиновых углеводородов, что продемонстрировано ниже на примерах.

Предварительными экспериментами было установлено, что среди конструкционных материалов наибольшее влияние на процессы образования осадков оказьгвает медь и ее сплавы. Медь, будучи активным положительным катализатором, значительно ускоряет процессы окисления.

Новая более точная модель была предложена в работе . Автор разработал ее для реактора с неподвижным слоем катализатора и режима поршневого движения потока. Она основана на том, что время контакта сырья с катализатором значительно меньше времени проведения процесса. С помощью такого допущения автор получил различные соотношения, связывающие скорость изменения конверсии с текущей длиной реакционной зоны . Для учета происходящего при крекинге увеличения объема и изменения устойчивости сырья принят второй кинетический порядок реакции. Полученное выражение имеет следующий вид:

условиях бензгидриловый эфир распадается с образованием некоторого количества бензофенона и дифенилметана. Во всех Проведенных нами опытах бензгидриловый эфир обнаружен не был. Возможно, это связано с тем, что в присутствии алюмосиликата это соединение не является устойчивым. Для экспериментальной проверки возможности образования бензгидрилового эфира в наших условиях был поставлен специальный опыт, в котором бензгидрол нагревался с катализатором значительно более короткое время, чем в наших основных опытах : При полуторачасовом нагревании бензгидрола с катализатором из продуктов реакции было выделено небольшое количество кристаллов бензгидрилового эфира с т. пл. 105—107° . Таким образом, экспериментальные данные подтверждают предположение о возможности образования в наших условиях бензгидрилового эфира как промежуточного продукта. Возможно, далее, в процессе перераспределения водорода в молекуле эфира и происходит образование бензофенона и дифенилметана:

В результате испытаний доказано, что гидрокрекинг над бифункциональным катализатором значительно улучшает выходы бензина и более легких углеводородов и качество продуктов. Однако при этом повышаются расход водорода, капиталовложения и эксплуатационные расходы .