Главная -> Словарь

Катализатор практически

Катализатор получается выщелачиванием сплава, содержащего 45—50 А1, 30—50 Сг, 5—2 Со мас.%. Выщелоченный сплав промывается водой и окисляется кислородом воздуха при 20° С. Данный катализатор позволяет интенсифицировать процесс

Применяемый платинорениевый катализатор позволяет вести процесс риформинга под низким избыточным давлением на выходе из последнего реактора и увеличить продолжительность работы катализатора без регенерации до 240—270 суток. Низкое давление процесса способствует увеличению выходов ароматизированного бензина и водорода. Окислительную реакцию катализатора проводят одновременно во всех реакторах установки, резервный реактор в схеме ренифор-минг-процесса отсутствует.

Хлористый метан получают с выходом в 90%'. Использование хлористой меди, действующей как катализатор, позволяет увеличить этот1 выход др 97'%. 1

Ее менее распространены в гидрогенизационных процессах катализаторы на основе дисульфида вольфрама. Установлено , что катализатор, состоящий из дисульфида вольфрама и сульфида никеля, наиболее активен из всех сульфидных катализаторов в реакции гидрирования бензола. Этот катализатор позволяет практически полностью прогидрировать моноциклгческие ароматические углеводороды, содержащиеся в экстракте мало-

В связи с массовым переходом к реакторам с радиальным вводом газовой смеси широкое распространение получил катализатор, имеющий сферическую форму гранул. Такой катализатор позволяет более рационально использовать объем реакторного пространства за счет плотной упаковки; в результате уменьшаются потери катализатора, обладающего в этом случае улучшенной прочностью.

- Активный платиновый катализатор позволяет осуществлять риформинг при более мягком режиме, чем алюмомолибденовый: средние температуры процесса 460—510° С; объемные скорости от 1,5 до 4 ч'1. При этом активность катализатора позволяет поддерживать в системе довольно высокое давление — порядка 40 am, препятствующее реакциям уплотнения, и дает возможность работать без регенерации катализатора в течение нескольких месяцев. Исклю-

В конце 50-х годов в США был разработан процесс алкар, заключающийся в алкилировании бензола олефинами и отличающийся применением новой модификации фосфорнокислотного катализатора. Этот катализатор позволяет использовать газы с низкой концентрацией олефинов, например, сухой газ каталитического крекинга; получающийся моноалкилбензол характеризуется высокой степенью чистоты. Образующиеся в процессе полиалкилбензолы возвращаются в виде рециркулята в зону реакции, так как катализатор обладает деалкилирующим действием. Технологическая схема процесса алкар практически не отличается от старой схемы получения кумола па фссфорнокислотном катализаторе, предназначенной для производства топливного компонента. По этой схеме исходный газ, содержащий олефины, смешивают с избытком бензола и циркулирующими полиалкилбензо-лами и через паровой подогреватель направляют в реактор /; продукты реакции через теплообменник и холодильник направляются в газосепаратор высокого давления 2, где отделяются легкие нереак-циониосгюсобные компоненты исходного газа. Жидкий продукт после дросселирования выделяет в газссепараторе низкого давления 3 остальную часть растворенного газа. Захваченный газом бензол

Такие катализаторы, состоящие из чистого цеолита, не находят применения на действующих установках из-за высокой стоимости и чрезмерной активности. Однако введение сравнительно небольших количеств цеолита в SiO2, А12О3 или аморфный катализатор позволяет получать высокоактивные, селективные и стабильные катализаторы. Установлено, что цеолит Y более активен, селективен и стабилен, чем цеолит X. Содержание цеолита Y в цеолитсодержащем катализаторе можно снизить до 3—10%. Предпочтительно применять цеолитсодержащие катализаторы с высоким силикатным модулем —не менее 5. Многие промышленные катализаторы на базе цеолитов X и Y производят после введения ионным обменом катионов редкоземельных металлов и NHt на алюмосиликатной основе.

К биметаллическим катализаторам относится платино-рениевый, в котором на тех же носителях находятся оба металла в количествах, примерно равных . Присутствие второго металла препятствует рекристаллизации платины — укрупнению ее кристаллитов с течением времени и, соответственно, уменьшению числа ее активных центров. Промышленный процесс на этом катализаторе назвали рени-формингом. Платино-рениевый катализатор позволяет вести процесс при 470-500°С и 1,4-2,0 МПа. Кроме рения, в качестве второго металла используют германий, иридий, родий, олово и свинец.

Активный платиновый катализатор позволяет осуществлять риформинг при несколько более мягком режиме, чем на алюмо-мо-

Таким образом, очевидно, что новый катализатор позволяет значительно снизить капиталовложения и' эксплуатационные расходы по сравнению с прежним катализатором.

Сопряженная реакция гидрирования — дегидрирования, являющаяся основной всех возможных реакций в рассматриваемых условиях, неизбежно приводит к отложен ию па активной поверхности глины продуктов глубокого дегидрирования в виде тяжелых смол и других углистых веществ. Поэтому глубина суммарного процесса косвенно определяется скоростью обуглероживания катализатора и связанной с этим процессом потерей им активности. Например, в процессе Гудри катализатор практически теряет активность через несколько минут или, в лучшем случае, через несколько десятков минут работы. В процессе Грея глина может работать в течение нескольких сот часов с одинаковой степенью активности. Длительность работы глины в процессе Грея определяйся практически достигнутым расходом ее на готовый бензин. Для давления порядка 0,3—0,4 МЛа расход глины составляет 0,3— 0,4, а с повышенном давления до 1,0—1,2 Ml fa — 0,03—0,05 %, т. е. смена катализатора в башняч Грея фактически может производиться один раз в месяц при двух параллельно работающих башпях и соблюдении всех приведенных выше параметром процесса.

ля и других видов сырья, обладающих повышенной коксообразующей способностью, наблюдали при температуре в слое не выше 700 °С . Известны случаи быстрого спекания аморфного алюмосиликатного катализатора на установках крекинга с псевдоожиженным слоем. Современные марки цеолитсодержащих катализаторов эксплуатируют длительное время при температурах до 760 °С без существенного снижения их каталитических свойств . Катализаторы других процессов менее термостабильны. Установлено, что действие температур на уменьшение поверхности алюмохромовых катализаторов начинает сильно сказываться выше 640-650 °С . Для нанесенных катализаторов при окислительной регенерации может наблюдаться уменьшение дисперсности активного компонента. Основной причиной изменения дисперсности активного компонента в нанесенных катализаторах, как и в случае других пористых катализаторов, является удаленность системы от состояния равновесия . После периода разработки дисперсная структура катализатора находится в некотором стационарном состоянии, когда дисперсность в данных температурных условиях не изменяется. Однако в процессе окислительной регенерации перегревы и действие паров воды ускоряют рост частиц. Например , под действием высоких температур происходит укрупнение частиц платины на поверхности носителя. При нагревании до 500 °С наблюдается рост частиц платины и соответствующее уменьшение поверхности платины и степени превращения в реакции гидрирования бензола . При нагревании до 600-800 °С платиновый катализатор практически полностью теряет активность, что видно из приведенных ниже данных:.

Для сокращения расхода водорода па некоторых установка? каталитического гидродеалкилирования практикуется подач? с сырьем водяного пара, который в условиях высокой температуры подвергается конверсии и является таким образом, поставщиком водорода. Регенерацию катализатор? практически не осуществляют.

Продолжительность обработки катализатора хлором сказывается на результатах регенерации . Как видно, время обработки может быть снижено до 60—90 мин без ущерба для качества регенерированного катализатора . Анализируя данные рис. 48,• следует отметить, что для получения регенерированного катализатора с оптимальным содержанием хлора регенерацию надо проводить при 500°С. После регенерации с применением хлора- алюмоплатиновый катализатор практически полностью восстанавливает свою активность и селективность . Приведенные данные подтверждаются сопоставлением октанового числа риформинг-бензина и его выхода при использовании свежего и регенерированного катализаторов .

Алшооиликатвый катализатор практически не сникает температуру начала распада парафинов, но увеличивает скорость крекинга для низших парафинов в-_5 раз, а для высших парафинов в 60 раз по сравнению с термическим крекингом,

Механическая прочность. По величине абсолютной прочности катализатор практически не уступает катализаторам, предназначенным для работы в стационарном слое. Однако большой разброс по размерам, а также наличие надломов и трещин обусловливают большую ее неоднородность. Как следует из рис. 2.2, при средней прочности 540 Н/см2 гранулы катализатора различаются по этому показателю в три с лишним раза.

Применявшийся в этих опытах катализатор не обладал кислотными свойствами, что было подтверждено и проверкой по реакции изомеризации н-пентана, которая убедительно доказала, что катализатор практически не обладает изомери-зующей активностью. Были предприняты поиски способов повышения изомеризующей активности без одновременного увеличения крекирующей активности. Для этого кислотность носителя увеличивали добавлением кремнезема. Количество кремнезема ограничивали, чтобы не вызывать чрезмерно интенсивного крекинга. Придание кислотных свойств добавлением кремнезема дает существенное улучшение, так как в этом случае достигается весьма стабильное изменение свойств. Последующие испытания проводились на катализаторе, содержавшем около 10% кремнезема.

Поскольку при сернокислотном процессе регенерацию катализатора не проводят, этот катализатор практически применим лишь в условиях режима, характеризующегося низкой температурой реакции, высоким отношением изобутан:олефин и интенсивным перемешиванием, предотвращающим или уменьшающим образование кислого гудрона. При фтористоводородном алкилиро-вании в результате некоторого снижения выхода и качества продукта можно •отказаться от глубокого охлаждения, высокой рециркуляции изобутана и интенсивного механического перемешивания. Предпочтение, отдаваемое на многих нефтеперерабатывающих заводах фтористоводородному алкилированию, может привести к ошибочному выводу, что выход и качество продукта, достигаемые при обоих процессах, существенно различаются.

На рис. 1.18,а показана зависимость выхода изопентана от температуры обработки катализатора воздухом . Как видно, на всех исследованных катализаторах с повышением температуры обработки цеолита выход изопентана растет. Наиболее сильный рост активности наблюдается для цеолита NaY. До температуры предварительной обработки 300 °С этот катализатор практически не проявляет активности в реакции гидрирования. При дальнейшем повышении температуры выход изопентана растет и при 550 °С достигает 63%.

Близкие к этому закономерности наблюдались также в гидрировании бензола . Активность катализатора NaM увеличивалась с повышением температуры предварительной обработки цеолита воздухом и проходила через максимум в зависимости от температуры обработки водородом . Максимум на зависимости активности катализатора в реакции гидрирования бензола от температуры его обработки водородом наблюдался не только в случае NaM, но и при использовании в качестве катализатора NaY . Причем, как видно из последнего рисунка, эффект активации NaY водородом зависит также от давления. Наиболее сильное увеличение активности наблюдается при проведении термообработки в водороде при 0,1 МПа. С повышением давления эффект ослабевает, так что при обработке при 3 МПа катализатор имеет практически такую же активность, как и не обработанный предварительно водородом.

Как и в гидрировании 2-метилбутеиа-2, в реакции бензола катализатор 'практически полностью теряет активность в результате высокотемпературной предварительной обработки водородом . Однако высокотемпературная обработка катализатора даже инертным газом (гели-