Главная -> Словарь

Катализаторов работающих

Равновесие реакции сдвинуто слева направо в области низких температур , поэтому для того, чтобы обеспечить по возможности максимальное превращение окиси углерода в углекислоту, необходимо вести эту реакцию при низких температурах. Однако в области низких температур реакция даже в присутствии специальных катализаторов протекает чрезвычайно медленно, поэтому в промышленных установках процесс конверсии ведется обычно при температурах порядка 450— 550° С. При этом в качестве исходной смеси используется так называемый полуводяной или водяной газ, содержащие обычно не только окись углерода, но также углекислоту и в значительном количестве азот.

Большинство исследователей , изучающих кинетику изомеризации н-бутенов, считает, что эта реакция в присутствии всех окисных катализаторов протекает по первому порядку. Для описания кинетики изомеризации н-бутенов без скелетной перегруппировки принята схема, приведенная на стр. 24. В табл. 11 представлены литературные данные по относительным константам скоростей изомеризации н-бутенов в присутствии различных окисных катализаторов.

Изомеризация н-бутана в присутствии окиснометаллических. катализаторов протекает по схеме :

Процессы в присутствии щелочных катализаторов. Изомеризация бутена-1 в бутены-2 в присутствии окисных кислотных катализаторов протекает при повышенных температурах и недостаточно селективно, так как сопровождается крекингом, полимеризацией и др. Использование щелочных катализаторов дает возможность проводить этот процесс более селективно и при более низких температурах, например при 0—100 °С и 0,1—7 МПа в жидкой фазе . Щелочные катализаторы готовят, нанося соединения Na ил* К на v-АЬОз в количестве 2—30% . Например, технически! бутен-1 изомеризуют в присутствии щелочных ката лизаторов при 25—60 °С, 2,04 МПа и объем ной скорости 1—17 ч^1. Состав продуктов приведен в табл. 57, и: которой также ясны наиболее эффективные условия процесса.

Крекинг в присутствии алюмосиликатных катализаторов протекает при температурах порядка 440 — 430° С. При этом имеет место передача водорода от адсорбированных на поверхности катализатора тяжелых молекул к реагирующим молекулам, т. е. наблюдаются реакции перераспределения водорода.^

Гидрирование фенолов в-врису-хствпн низко-и высокетомпсрахур..-ных катализаторов протекает по различным механизмам. При низких температурах в присутствии Pt, Ni, Cu -j- Cr главным продуктом являются соответствующие циклогексанолы; процесс идет через промежуточное образование циклогексанона 88, что доказано результатами кинетических исследований 60' 85:

Гидрогенолиз глюкозы в присутствии соответствующих катализаторов протекает по следующей примерной схеме:

Ступенчатая полимеризация олефинов в присутствии кислотных катализаторов протекает по карбоний-ионному механизму.

В отсутствие катализаторов протекает обычная реакция диенового синтеза:

Прямая гидратация олефинов в присутствии жидких катализаторов протекает быстрее, чем в присутствии твердых. Следовательно, при применении жидких катализаторов можно работать при более низких температурах.

Изомеризация жидкого пинена в присутствии твердых катализаторов протекает в гетерогенной среде. Подобные процессы состоят из ряда стадий: диффузии молекул реагирующего

Весьма перспективным в химической н нефтяной технологии представляется применение комбинированных процессов перегонки и ректификации с химическими реакциями — так называемых хеморектификационных процессов. В настоящее время уже известны примеры успешного применения таких процессов в химической промышленности . "Хеморектификационные процессы испытываются и в нефтепереработке, например, процесс, сочетающий вакуумную перегонку мазута с гидроочисткой остатков . Очевидно, расширение области применения хеморектификационных процессов будет определяться успехами в области катализа, т. е. разработкой эффективных катализаторов, работающих при давлениях, когда возможны фазовые превращения сырья в процессе реакций. Преимущества применения хеморектификационных процессов совершенно очевидны, так как они требуют меньше энергетических затрат, протекают более полно и селективно.

Под регенерационной характеристикой обычно подразумевают способность катализаторов к быстрому восстановлению обратимо потерянной активности путем выжига с их поверхности коксовых отложений. Определение этого показателя качества представляет практический интерес только для катализаторов, работающих с весьма короткими циклами реакции и регенерации, в частности для катализаторов крекинга. Обычно для этой цели снимают кинетические кривые выгорания кокса в стандартных условиях регенерации.

02—ХЗО — корунд — носитель для катализаторов, работающих в стационарном слое.

02—Х40 — корунд — носитель для катализаторов, работающих в псевдо-ожиженном слое.

2. Для реакций с меньшим экзотермическим эффектом, особенно при использовании катализаторов, работающих удовлетворительно в широком интервале температур, применяются реакторы колонного типа с несколькими слоями катализатора и встроенными теплообменниками между слоями катализатора.

После конверсии в газе содержится около 0,15 объ-емн.% СО2 и около 0,5 объемн.% СО. Для процессов гидроочистки и гидрокрекинга допустимо использование водорода, содержащего 0,1—0,3 объемн.% СО и 0,2—•• 0,4 объемн. % СО2. Их удаляют промывкой жидким азотом, медным раствором или гидрированием до метана и воды . Наиболее широко процесс метанирования начали использовать в связи с появлением активных никелевых катализаторов, работающих при температуре около 300° С. Метанирование обеспечивает остаточное содержание окиси и двуокиси углерода в газе до 0,0005 объемн. % . При исполь-

Большое применение в промышленности имеют адиабатические реакторы для каталитических процессов, выполненные в виде цилиндрических аппаратов, которые заполняют стационарным слоем гранулированного катализатора. В этих аппаратах катализатор располагается либо в виде одного слоя по всей рабочей высоте реактора, либо в виде отдельных слоев. Послойное расположение катализатора осуществляют в тех случаях, когда катализатор не обладает высокой механической прочностью и при большой высоте его слоя может раздавливаться и уплотняться, вызывая повышенное сопротивление потоку сырья и неравномерность потока. Слой катализатора размещают на перфорированных опорных решетках, через которые свободно проходят пары и но просыпается катализатор. В некоторых конструкциях реакторов катализатор размещают в перфорированных корзинах, которые последовательно вместе с катализатором могут загружаться или выгружаться через верхнюю крышку аппарата. Реакторы такого типа обычно применяют для катализаторов, работающих сравнительно длительный отрезок времени без регенерации или вообще по подлежащих регенерации.

Вторая группа состоит из катализаторов, работающих при высоких давлении и температуре и стойких к воздействию сернистых соединений.

Несмотря на то, что впервые синтез жидких углеводородов был осуществлен на железных катализаторах с добавками ZnO и других веществ, все же эти катализаторы вследствие недостаточности экспериментальных данных не смогли найти практического применения. Только в последнее время благодаря обширным исследованиям в области железных катализаторов удалось подойти к осуществлению синтеза в присутствии железо-медных и в особенности железных катализаторов, работающих при повышенных давлениях и более высоких температурах.

Снижение углеродообразования и уменьшение выхода газообразных углеводородов с сохранением выхода жидких, главным образом моторных, топлив можно было бы достигнуть путем применения катализаторов, работающих при более низких температурах, с использованием в этом случае синтез-газа с более низким отношением Н2 : СО .

Необходимо упомянуть о применении нейтральных вольфрам -содержащих катализаторов, работающих при высоких температурах 230—320 °С и давлениях 8—25 МПа. Например, на твердом катализаторе, содержащем 22 % W2O3 и 5 % ZnO, при мольном соотношении водяной пар/пропилен 10, температуре 230—240 °С и давлении 20—25 МПа конверсия пропилена достигает 50%, а выход спирта — 95%. В конденсате содержится 20 % спирта; выход спирта с 1 м3 катализатора составляет 15—30 кг/час.