Главная -> Словарь

Катализатор опускается

Катализаторы и другие факторы, ускоряющие окисление. О катализирующем влиянии металлических поверхностей на процесс окисления масел известно давно. Наиболее активно ускоряют окислительный процесс медь, свинец и их сплавы, марганец, хром; несколько меньше — железо, олово. Относительно слабо катализируют окисление цинк и алюминий. Следует также иметь в виду, что активность перечисленных металлов может меняться в зависимости от конкретных условий, в которых идет окисление. Например, алюминий, известный своей малой активностью как катализатор окисления масел, при удалении с его поверхности оксидной пленки оказывается, наоборот, одним из наиболее активных металлов . При окислении масел в присутствии парных катализаторов , процесс ускоряется в большей степени, чем при использовании тех же катализаторов в отдельности. На рис. 2.17 показано влияние одновременного присутствия меди и железа на окисление белого масла .

ми инициатора, в каждом опыте измеряется начальная скорость окисления v0. Поскольку при цепном окислении RH в кинетическом режиме v=a1/z и v2 = a2Vi + a2ki0, по зависимости v2 от о или ?/о можно определить a2vi и вычислить vt. На рис. 3.5 приведены результаты опытов по инициированному пероксидом кумила окислению топлива Т-6, содержащего гидропероксид и катализатор окисления — медь '. В этой серии опытов по наклону прямой v2— находим а = 2-10~2 моль1/2/1/2, а из отсечения прямой на оси ординат a2Ui=4,5-10-10 моль2/2, откуда можно определить искомую величину, а именно у,= 1,ЫО~6 моль/, которая относится к распаду гидропероксида в концентрации 1,8-10~3 моль/л в присутствии металлической меди . Ограничения в этом методе те же, что и в опытах по измерению а . Инициатор добавляют в такой концентрации, чтобы ki0 было соизмеримо с vi, т. е. Д цинка катализирующая способность сплава Л-62 снижается до 2,6-Ю^3 л/см2; сталь 13ХПН2В2МФШ, содержащая ингибирующие компоненты Mo, V, W, в два раза менее активна как катализатор окисления, чем сталь 12X13, не содержащая ингибирующих компонентов.

Промышленный процесс окислительной демеркаптанизации топлив был разработан в 1960 году фирмой UOP под названием «Мерокс-демеркаптанизация» и к 1991 году число работающих установок достигло 1450. В процессе «Мерокс» окисление меркаптанов проводится кислородом воздуха в щелочной среде в присутствии металлофталоцианиновых катализаторов. Катализатор окисления может быть нанесен на твердый стационарный носитель , либо растворен или суспензирован в щелочном растворе .

Что касается противокоррозионных присадок, можно считать, что их действие сводится к образованию на металле защитных пленок, препятствующих непосредственному воздействию корро-зионноактивных веществ на металл . Пленки эти, кроме того, дезактивируют металл как катализатор окисления. Образование пленок является сложным и длительным процессом с большим числом различных превращений; характер, скорость и глубина этого процесса зависят 0т химического состава присадок и металла и от условий их взаимодействия. Например, для присадок, содержащих серу, предполагают три типичных направления реакций с металлами: 1) образование соединений, типа меркаптидов, тиокислот или их солей; 2) образование сульфидов металлов; 3) образование комплексных соединений металла с присадкой . Для многих серусодержащих соединений возможен радикальный механизм взаимодействия с металлами ; доказано также, что при взаимодействии металлов и полисульфидов с тремя и большим числом атомов серы наблюдается образование сульфидов металлов типа Me^Sj/.

Наконец, важнейшую роль играет и сам катализатор, способ его приготовления и т. д. Добавление различных модификаторов или применение смесей оксидов и солей способно сильно изменять активность и селективность контакта. Так, некоторые каталитические яды , дезактивируя серебряный катализатор окисления этилена, существенно повышают его селективность. Оксиды молибдена и висмута, в индивидуальном виде вызывающие полное сгорание олефинов, в форме молибдата висмута являются селективными катализаторами гетерогенного окисления пропилена. Большое влияние оказывают носитель, размер зерен катализатора, его пористость и т. д. Ввиду возможности последовательного окисления целевого вещества и высокой скорости самой химической реакции на поверхности катализатора переход процесса во внутридиффузионную область весьма нежелателен, поэтому используют катализаторы с небольшими зернами и сравнительно крупными порами.

Катализатор окисления о-ксилола во фталевый ангидрид в стационарном слое . Характеристика:

Процесс может осуществляться как периодически, так и непрерывно. Основные расходные показатели в расчете на 1 т сухого вещества СПД: керосин — 0,877 т; едкий натр — 0,203 т; катализатор окисления — 0,004 кг; катализатор дожигания летучих продуктов окисления — 0,025 кг.

/ — реактор для окисления толуола; 2 — газосепаратор-водоотделитель; 3 — отпарная колонна; 4 — емкость для бензойной кислоты; 5 — реактор для окисления бензойной кислоты; 6 — экстрактор; 7, 8 — сепараторы; 9, 10 — ректификационные колонны; / — толуол; // — катализатор окисления толуола: 111 — реакционная вода на биоочистку; IV — газы в контактную печь для дожигания; V — кубовый остаток на извлечение бензойной кислоты; VI — катализаторы окисления бензойной кислоты; VII — водяной пар на очистку; VIII — воздух; IX — водяной пар; X — товарный фенол; XI — смолистые вещества.

/ — катализатор окисления циклогексана; // — циклогексан; /// — смесь циклогекса-нола и циклогексанона; IV — отработанный газ; V — воздух; VI — водный раствор кислых продуктов на выделение адипиновой кислоты; VII — вода; VIII — раствор едкого натра; IX — вода в канализацию; X — азотная кислота; XI — монокарбоновые кислоты; XII — катализатор окисления циклогексанола и циклогексанона азотной кислотой; Kill — слабая азотная кислота на укрепление; XIV — адипиновая кислота на рафинацию; XV ~ водяной пар; XVI — окислы азота.

В течение последних 15 лет в СССР были разработаны в опытно-промышленном масштабе процессы получения малеинового ангидрида окислением фурфурола, бутиленовой фракции, полученной после первой стадии дегидрирования бутана, а также пипериленовой фракции, являющейся побочным продуктом процесса производства изопрена дегидрированием изопентана. Разработаны катализаторы, предназначенные для работы в неподвижном слое. Катализатор окисления фурфурола, состоящий из окислов ванадия, молибдена, фосфора, никеля и натрия, нанесенных на непористый носитель, позволяет довести выход малеинового ангидрида на стадии контактирования до 60%. Катализатор окисления бутиленовой и пипериленовой фракций, состоящий из модифицированной ванадий-фосфорной массы, нанесенной на шариковый силикагель, при 450 °С обеспечивает выход по малеиновому ангидриду 54—50% и производительность более 100 кг /.

В нижней части реактора имеется сепарирующее устройство 2 для отделения паров от катализатора и вывода их из реактора. Оно состоит из сборных труб с отверстиями, прикрытыми колпачками. В нижнюю часть реактора подается водяной нар для отпарки с поверхности катализатора увлеченных тяжелых углеводородов. Эти нары также поднимаются вверх и выводятся вместе с продуктами реакции. Закоксо-ванный катализатор опускается через переточные трубы и движется навстречу водяному пару. В нижней части реактора расположено нижнее распределительное устройство 3 для выравнивания движения катализатора по сечению аппарата. Конструкция его ясна из чертежа. Катализатор поступает в реактор через верхнее распределительное устройство 1. Парожидкостное сырье вводится в реактор через специальное распиливающее устройство, не показанное на чертеже.

Зона VI — камера, заключенная между внешним верхним днищем аппарата и его внутренним ложным днищем с группой вертикальных патрубков, предназначена для распределения потока кагализатора по горизонтальному сечению реактора. Поступающий из бункера горячий регенерированный катализатор опускается

Катализатор опускается между желобами, подходит к трубной решетке и дальше ссыпается по переточным трубам на слой катализатора над продувочной тарелкой.

Трубопроводы, по которым катализатор опускается к узлам смешения, называют стояками, а трубопроводы для перемещения катализатора вместе с парами сырья в реактор или вместе с воздухом в регенератор — транспортными линиями. В транспортных линиях потоки взвесей движутся в основном сьизу вверх .

Освобожденный от углеводородов катализатор опускается по стояку 6 в регенератор. Количество соступающего из отпарной секции в регенератор катализатора регулируется клапаном 7 специальной конструкции, конус которого расположен против, нижнего отверстия стояка б. На конец этого трубопровода наса» жено седло клапана.

Первая — самая верхняя — зона реактора, служащая для распределения катализатора, отделена от второй, расположенной ниже зоны , перегородкой. Катализатор опускается по вертикальным патрубкам, прикрепленным к этой перегородке. Из общего количества катализатора около 80% направляют через центральный патрубок с целью создания завесы вокруг сопла, а остальное его количество опускается по периферийным патрубкам в третью зону — зону крекинга.

Под пятой зоной, заполненной катализатором и водяным паром, расположена вогнутая решетка с пропущенными сквозь нее длинными патрубками, по которым катализатор опускается из реактора в регенератор. Вместе с катализатором в регенератор непрерывно пронпкает и часть водяного пара. Таким образом, создается «гидравлический» загвор.

Отработанный катализатор опускается из бункера 8 по трубопроводу 9 к узлу смешения 10. Отсюда катализатор транспортируется воздухом, нагнетаемым воздуходувкой 11, по трубопроводу 12 в регенератор 13. Внутри последнего ыад вводом потока расположена перфорированная тарелка.

Отработанный катализатор продувается водяным паром в сег-ментообразной секции, расположенной внутри реактора за вертикальной перегородкой высотой 4,6 м . Секция отпарки разделена вертикальными стенами на 26 колодцев квадратного поперечного сечения . Водяной пар для противоточной продувки катализатора вводится в низ каждого колодца через пять сопел. Продутый паром отработанный катализатор опускается по стояку к узлу смешения с воздухом. Высота псевдоояшженного слоя катализатора в реакторе регулируется двумя задвижками, установленными на этом стояке.

Размеры регенератора : общая высота 27,45 м, внутренний диаметр 16.9 м . Катализатор вводится в низ регенератора потоком воздуха по трубопроводу диаметром около 2,6 м. Регенерированный катализатор опускается к узлам смешения с сырьем по двум стоякам с задвижками, которыми регулируется их пропускная способность.

Принципиальная схема работы секции непрерывной регенерации катализатора заключается в следующем. Катализатор непрерывно движется через реактор 1 под действием собственной массы и поступает в бункер 3, который автоматически поддерживает равномерный отбор катализатора и обеспечивает выделение из него остатков углеводорода. Затем катализатор опускается в нижний бункер 4 газ-лифта, откуда транспортируется азотом в верхний сепараторный бункер 5, здесь вся катализаторная мелочь улавливается мешочным фильтром. Измельчение катализатора за цикл регенерации не превышает 0,18% .