Главная -> Словарь

Катализатор разработанный

Катализатор размещают в кольцевых пространствах, образованных коаксиальными трубками определенных диаметров. Вода, отводящая тепло реакции, протекает по внутренней более узкой трубке и обтекает наружную поверхность внешней. По сравнению с реакторами низкого давления такая конструкция обеспечивает значительно больший теплоотвод в расчете на единицу реакционного объема. Некоторые детали конструкции показаны на рис. 17. В вертикально устанавливаемом реактора диаметром 2,7 м размещают 2044 двойных трубок длиной 4,5 м. В двойную трубку помещается 'примерно 4,9 л катализатора, и, таким образом, общая загрузка реактора составляет около 10 м3 катализатора, что соответствует 1 т кобальта.

Внутреннее устройство реакторов зависит от типа процесса: при стационарном слое катализатор размещают на решетках в виде нескольких слоев; конструкция такого реактора аналогична конструкции многосекционных реакторов гидроочистки.

Для работы при высоком давлении нередко используют аппараты, подобные применяемым при синтезе аммиака. Катализатор размещают в несколько слоев в специальной катализаторной коробке , которую монтируют вне реактора, вынимают из него и вставляют при замене катализатора. В кольцевое пространство между корпусом реактора и катализаторной коробкой подают холодный водород или реакционную смесь для снятия части тепла и предохранения корпуса от действия высоких температур. В несколько мест по высоте коробки вводят холодный водород, причем, чтобы не ослаблять корпус реактора, все трубы выведены не сбоку, а через массивную крышку и днище.

Алкилирование бензола пропиленом в присутствии твердого фосфорнокислотного катализатора. Фосфорную кислоту наносят на твердые носители: глины, кизельгур, силикагель или алюмосиликаты. Катализатор размещают в полочном адиабатическом реакторе-алкилаторе несколькими слоями. Процесс проводят при 200 °С, давлении 2,8—4,2 МПа и соотношении бензол : пропилен, равном 10 : 1; подогретое сырье подают на верх реактора. Срок службы катализатора — 3 года .

в реакторы повышается. Разница в температурах на входе в реакторы в начале и конце работы катализатора составляет обычно 10—20 °С. Ароматизация идет со значительным поглощением тепла, поэтому проводить процесс в адиабатическом реакторе невозможно, так как снижение температуры в результате эндотер-мичности реакции вызовет ее самозамораживание вследствие снижения как термодинамически возможной глубины ароматизации, так и скорости реакции. Поэтому риформинг проводят с промежуточным нагревом продуктов и катализатор размещают в 3—4 сту-лени.

Объемная скорость подачи сырья. В зависимости от активности катализатора, качества сырья и катализата и давления объемная скорость подачи сырья составляет при риформинге 1—5 ч~!. Чтобы более или менее равномерно распределить затраты тепла на реакцию по реакторам и ужесточить режим по мере углубления риформинга, катализатор размещают в возрастающих от первого к последнему реактору количествах, например в соотношениях 1 :2 : 4, 1 : 2 : 6 и т. д. Уменьшением объемной скорости от первого реактора к последнему также компенсируется снижение активности катализатора в результате отложения на нем кокса, нарастающего в таком же направлении.

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.

Поскольку тепло реакции отнимается от газо-сырьевой смеси, температура последней падает. Поэтому к реакционной смеси необходимо подводить тепло. Это обстоятельство вынуждает распределять катализатор в несколько реакторов, и между реакторами подогревать газосырьевую смесь в секциях печи. В первых реакторах поглощение тепла наиболее велико, так как содержание нафтенов в/ сырье наибольшее, в последних — наоборот. Чтобы сделать подвой тепла более, равномерным, катализатор размещают в нескольких реакторах неравномерно: в первом по ходу сырья реакторе — наименьшее количество катализатора, в последнем — наибольшее. В конечном итоге общая глубина ароматизации зависит от правильного распределения катализатора между реакторами. Соотношение загрузки катализатора по реакторам может быть 15:35:50; 1:2:4; 1 : 3 : 7 и др.

Применяются также камерные реакторы. В них катализатор размещают в несколько слоев высотой от 1,5 ,до 3,0 м. Водяное охлаждение здесь не применяют. Чтобы предотвратить перегрев катализатора, а следовательно, и ухудшение •его работы, возвращают в систему для рециркуляции часть углеводородов, прошедших через реакторы. Возвращаемая углеводородная смесь с малым содержанием алкенов разбавляет исходное сырье, понижает в нем концентрацию алкенов и обеспечивает поддержание температуры процесса на заданном уровне. Система работает в этом случае так: реактор разделен на отдельные зоны; в промежутки между этими зонами впрыскивается жидкий отгон из дебутанизатора.

Реакция полимеризации олефинов протекает с выделением тепла, примерно 1550 и 725 кДж на 1 кг пропилена и бутилена соответственно. На технологических установках используют два типа реакторов: камерные и трубчатые. В камерных реакторах катализатор размещают послойно и теплоотвод осуществляется непосредственным смешением — вводом охлажденной пропан-пропиленовой фракции между отдельными слоями.

npjaMeH_HjOTCfl_jraKH{.e_..KaMepH_brp,j . ,р,едк1Хфи,,_В^ них катализатор размещают в несколько сдо.ев высотой от 1,5 до 3,0 м. Водяное охлаждение здесь не применяют. Чтобы предотвратить перегрев катализатора, а следовательно,, и ухудшение его р'аботы, возвращают в систему для рециркуляции часть углеводородов, нр_ошедших через реакторы. Возвращаемая „углеводородная смесь с малым содержанием алкенов разбавляет исходное сырье, понижает в нем концентрацию алкенов и обеспечивает поддержание температуры процесса на заданном уровне. Система работает в этом случае так: реактор разделен на отдельные зоны; в промежутки между этими зонами впрыскивается жидкий отгон из дебутанизатора.

Очень хорошим катализатором для полимеризации пропилена оказалась система R3A1 + TiCl3 — катализатор, разработанный Циг-лером и Натта. В этой системе хлор в Т1С13 — собственно катализаторе — является агентом переноса цепи, а гидрид алюминия — сокатализатором.

Разбавление сырья паром препятствует быстрому коксообразоианию. До недавнего времени подача сырья прекращалась примерно после часа работы для регенерации катализатора пропариванием, хотя вполне допустимы и более длительные периоды работы, особенно в случае большого разбавления сырья паром. В последнее время применение различных катализаторов типа Шелл «105» и «205» дало возможность значительно сократить периоды регенерации. Рабочий период может длиться одну неделю при использовании катализатора «105» и больше при использовании катализатора «205» . Недавно на двух установках был применен катализатор, разработанный фирмой «Доу Кемикл Ко», но применение его требует регенерации паром и воздухом через каждый час работы -Более подробно все эти катализаторы рассмотрены ниже.

Среднетемпературный катализатор ГИАП-482 обеспечивает остаточное содержание окиси углерода в газе 2,0—2,5 объемн. % при соотношении пар : газ перед конверсией СО, равном 1,2—1 : 1 в следующих условиях: температура 425° С, абсолютное давление 30 ат, удельная объемная скорость 2000 ч~1. Разработанные за последнее время промышленные катализаторы на основе окислов меди и кобальта позволяют проводить конверсию СО в интервале 180—280° С при больших объемных скоростях, чем на железных катализаторах. Новый катализатор, разработанный в ГИАП, содержит ZnO — 70, Сг2О3 — 25, СиО — 5 вес. % . Он значительно активнее катализатора ГИАП-482 — процесс проводят при температурах 275—300° С и удельной объемной скорости 2000 «г1; соотношение пар : газ = 1—2:1.

Аналогичные катализаторы разработаны фирмами «Чеметрон», «Ай-Си-Ай» и др. . Катализатор, разработанный фирмой «Ай-Си-Ай», содержит 25— 90 вес. % окиси меди, а также цинк и хром в соотношении 1,5—4,0: 1; конверсия СО протекает при температурах 100—350° С и абсолютном давлении до 15 ат.

Активность и стабильность работы катализатора в значительной? мере зависят от метода его приготовления. Так, цинкмедные катализаторы с добавкой окиси хрома, приготовленные соосаждением ,. обладают высокой активностью, но недостаточно стабильны. Другой метод состоит в смешении порошков окиси меди и окиси цинка с концентрированным раствором 2Сг207 и последующими прокаливанием и формованием . Катализаторы, приготовленные таким методом, поддерживают активность на достаточно высоком уровне в течение 1—2 лет работы. Такой же срок службы у цинкмедных катализаторов, выпускаемых фирмами Gerdler, CGI и ICI . Активный и стабильно работающий катализатор, разработанный:

Процесс рениформинг. Процесс каталитического риформинга, в котором используется алюмоплатинорениевый катализатор, разработанный фирмой Chevron Research Co, известен в зарубежной литературе под названием рениформинг . Алюмоплатинорениевый катализатор, промотированный хлором, обладает более высокой дехидроциклизирующей активностью и лучшей стабильностью, чем алюмоплатиновые катализаторы, применяемые в про-

Катализатор, разработанный фирмой Доу Кемикал Ко также для дегидрирования бутадиена, состоит из кальция, никеля и фосфорной кислоты в соотношении Ca8Ni 6 с содержанием около 2% Сг203 . Однако ввиду его дороговизны этот катализатор еще не применяют в промышленности для дегидрирования этилбепзола.

Назначение завода — получение моторного топлива и химических продуктов; для процесса используется железо-медный катализатор, разработанный фирмой Лурги, над которым получают не только легкие углеводороды , но также парафин и спирты.

Алюмомолибденовый катализатор, который явился первым российским промышленным катализатором для процесса гидроформинга, был создан Б.Л. Молдавским в ВНИИНефтехим в 50-е годы прошлого века . В дальнейшем был заменен на алюмоплатиновый катализатор, разработанный Б.Л. Молдавским и Б.Б. Жарковым также в ВНИИНефтехим.

Катализатор R-170, разработанный "ЮОПи" в 1996г., отличается высокой селективностью превращения парафинов в ароматические соединения по сравнению с катализатором R-130. Катализатор R-170 обеспечивает переработку сырья с низким содержанием нафтенов с повышенным выходом ароматических углеводородов.

Катализатор R-160, разработанный "ЮОПи" в 1998г., характеризуется высокой насыпной плотностью, что позволяет осуществлять процесс при повышенной объемной скорости подачи сырья, то есть повысить производительность установки.