Главная -> Словарь

Катализатор становится

Катализатор ссыпается через диафрагму центрального штз'цера на конус отражательного устройства, состоящего из концентрически расположенных цилиндра и внутреннего конуса. Поток , частиц катализатора, проходящих через отверстие кольцевой формы между упомянутыми двумя элементами отражательного устройства, образует завесу вокруг разбрызгиваемой струи жидкой загрузки реактора. Направленный поток капель сырья распределяется на свободно падающих горячих частицах катализатора и еще до входа в слой нагревается за счет их тепла.

В реакторе пары продуктов крекинга отделяются от катализатора. Катализатор ссыпается в отпарную секцию, снабженную перегородками для повышения эффективности отпаривания, и далее самотеком поступает в регенератор 6. Воздух на регенерацию подается воздуходувкой 9. Температура регенерации 700 °С, давление 2,5 МПа; интенсивность выжига кокса составляет 80 кг/. В регенераторе отсутствуют змеевики для отвода избыточного тепла и тепловой баланс реакторного блока поддерживают изменением соотношения оксидов углерода путем регулирования системы раздельной подачи воздуха в воздушные змеевики.

сушильной колонны. Горячие дымовые газы, образующиеся при сжигании топлива в специальной топке, поступают после смешения с воздухом в нижнюю часть сушильной колонны, движутся навстречу распыленному катализатору и уходят через циклон в атмосферу. Подсушенный катализатор ссыпается через воронку, вмонтированную в нижнюю часть колонны, к инжектору и потоком горячего воздуха транспортируется по сушильной трубе вверх в амортизационный колпак, из которого катализатор ссыпается вниз по трубе и через циклоп подается в тару для сухого катализатора.

смолистая часть сырья *. Пары продуктов крекинга выводятся в ректификационную колонну 12, где разделяются на газобензиновый погон и два газойлевых дистиллята. Отработанный катализатор ссыпается вдозер 10 пневмоподъем-ника 9 и поднимается в сепаратор // посредством потока горячего воздуха из топки под давлением 21. Из сепаратора через бункер 8 катализатор непрерывно поступает в регенератор 5. Регенерация происходит путем контакта медленно движущегося катализатора с потоком воздуха, подаваемого воздуходувкой 20 в восемь точек по высоте регенератора. Продукты сгорания выводятся с девяти сечений регенератора в дымовую трубу 22. Во избежание перегрева катализатора в секциях регенератора между коллекторами воздуха и дымовых газов вмонтированы змеевики водяного охлаждения, которые объединяются в системе котла-утилизатора 23 и водяных насосов 24, 29. Регенерированный катализатор попадает в дозер 10, проходит через пневмоподъемник 9 в потоке горячего воздуха, выходящего из топки 21, и поступает в сепаратор /), а оттуда снова в реактор 4 через стояк 7, соединяющий реактор с бункером и являющийся затвором для углеводородной фазы реактора.

Па рис. 56 изображена схема реактора типовой отечественной установки каталитического крекинга. При проектной пропускной способности установки 800 т/су тки по свежему сырью диаметр реактора равен 3900 мм, общая высота 41130 мм, объем реакционной зоны от 30 до 50 л3**. Регенерированный катализатор ссыпается в реактор из бункера через стояк, причем реактор, бункер и стояк смонтированы в общем корпусе. Катализатор, проходя по коническому переходу через переточные трубы, распределяется по сечению реактора. Перед пуском установки длину переточных труб можно отрегулировать в соответствии с заданным реакционным объемом, поскольку уровень катализатора совпадает с сечением среза труб. Сырье поступает в виде паров через штуцеры 3. В случае тяжелого сырья и если оно испарено только частично, жидкую часть его распыливают через форсунку непосредственно на поверхность катализатора . Во избежание закоксовывания коническая струя из форсунки окружена завесой катализатора, большая часть которого в этом случае ссыпается через осевое отверстие

Вертикальные пневмоподъемники работают следующим образом. Когда катализатор ссыпается it поток газа, поднимающегося снизу подъемника, он должен прийти в состояние равновесия с транспортирующим газом, т. е. приобрести скорость, превышающую скорость витания частиц . Поэтому нижний участок пневмоподъемника носит название разгонного. В верхней части подъемника необходимо остановить катализатор; с этой целью ее изготавливают расширенной или с верхней секцией, представляющей собой перевернутый усеченный конус с малым углом раскрытия. Опыт эксплуатации подъемников такого типа показал, что оптимальные показатели пневмотранспорта находятся в пределах массовой скорости 170— 220 кг/ и максимальной скорости катализатора 14— 21 м/сек *.

После выжига катализатор ссыпается в загрузочное устройство пневмоподъемника и поднимается по специальному транспортеру в бункер-сепаратор. Дело в том, что при многочисленных перемещениях, выжигах, отпарках часть шариков повреждается, образуются крошка, пыль, и их надо удалить, иначе будут нарушены условия гидродинамики, тепло- и массообмена в реакторе. Это и делают в сепараторе. К регенерированному и отсеянному катализатору добавляют для восполнения потерь свежие шарики и весь цикл повторяется.

Катализатор в виде шариков 0 3—5 мм пересыпается из бункера-сепаратора С-2 пневмоподъемника в бункер реактора Р-1 и равномерно проходит плотным слоем реакционную зону, зону отделения продуктов крекинга и зону отпарки. После этого катализатор выводится из реактора, поступает в загрузочное устройство . Пар, получаемый в регенераторе, поступает в паросборник С-5, а далее расходуется на нужды установки.

Пары метанола смешиваются в лифт-реакторе 1 с горячим микросферическим катализатором поступающим из регенератора 3. Затем смесь парогазовых продуктов и катализатора поступает в сепаратор 2, отделившийся катализатор ссыпается в регенератор 3, где происходит выжигание кокса. Парогазовая смесь конденсируется в холодильнике 4 и попадает в фазораздели-тель 5, в котором происходит отделение бензина от реакционной воды. Тепло реакции снимается водой подаваемой в многосекционную рубашку реактора 3.

Часть реакторной секции отгорожена вертикальной перегородкой и используется для отдувки летучих углеводородов из отработанного катализатора, поступающего в этот отсек через верх перегородки из реакционной зоны. Отдутый катализатор ссыпается в нижнюю регенерационную секцию Р2 аппарата. Здесь отработанный катализатор движется нисходящим потоком навстречу струе воздуха, подаваемого воздуходувкой Ml через смесительный нагреватель П1. Регенерация ведется при повышенном давлении. Регенерированный катализатор отводится из низа секции Р2 в уже описанный узел У1, а отработанный воздух проходит через циклон, отделяющий увлеченный катализатор, и в большей своей части выбрасывается в атмосферу. Некоторая часть отходящих газов регенерации пропускается через водяной скруббер К.2 и компрессором М2 подается в отдувочный отсек реакторной секции.

Отвеиватель состоит из двух концентрических цилиндров. Кольцеобразное пространство между цилиндрами открыто сверху и закрыто снизу. Весь подлежащий отвеиванию катализатор ссыпается во внутренний цилиндр и падает вниз, а навстречу ему идет часть общего потока газов регенерации; другая часть газов регенерации проходит по кольцеобразному пространству отвеивателя, не соприкасаясь с падающим катализатором. Количество обдувающего катализатор газа, а следовательно, и скорость этого газа подбираются с таким расчетом, чтобы частицы нормальных размеров и правильной сферической формы падали

Окисление пропилена в присутствии СиО на SiC — реакция первого порядка по отношению к кислороду и нулевого порядка по отношению к пропилену , поэтому скорость окисления возрастает с увеличением концентрации кислорода . Селективность образования акролеина повышается с ростом концентрации пропилена . Водяной пар является лучшим разбавителем по сравнению с пропаном или азотом . Образование С02 уменьшается при введении водяного пара. Тем самым повышается и селективность; оптимальная концентрация пропилена будет 10% . Лучше всего действует добавка 40% водяного пара , выше при каталитическом крекинге негидроочищенного сырья образуются оксиды серы и азота, отравляющие атмосферу. В связи с возросшими требованиями к экологической безопасности промышленных процессов исключительно актуальной становится проблема улавливания вредных компонентов газовых выбросов. Если в состав ЦСК ввести твердую добавку МдО или СаО, то т.1кой катализатор становится переносчиком оксидов серы из регенератора в реактор по схеме

указанном в приведенном выше примере, время контакта можно снизить приблизительно до 0,01 сек. без уменьшения выхода фталевого ангидрида. После нескольких месяцев работы катализатор становится менее активным и требуется время контакта около 0,1 сек. или более. Так как фталевый ангидрид при этих условиях довольно устойчив, то можно увеличить время контакта в несколько раз без заметного снижения выхода его.

Влияние воды. Высокое содержание воды в сырье не только ухудшает кислотную функцию катализатора , но и вызывает дополнительную коррозию оборудования. Для поддержания активности катализатора к сырью можно добавлять галоиды . Для удаления воды из этих газов используют молекулярные сита. Влияние неорганических примесей. Производные свинца и мышьяка, присутствующие в сырье, - сильные каталитические яды. Наличие свинца может быть обусловлено различными причинами, например использованием общего трубопровода для сырья и товарного этилированного бензина. Соединения свинца не удаляются из сырья даже при гидроочистке, и он, накапливаясь на катализаторе дезактивирует его. Платиновые катализаторы, содержащие 0,5% свинца и более, уже не удается полностью активировать при регенерации. При последующей регенерации дезактивация алюмоплатинового катализатора еще более ускоряется, и катализатор становится непригодным. Что же касается соединений мышьяка, то они полностью удаляются при гидроочистке /5/.

Та часть углеводородов, которая во время крекинга превращается в кокс, оседает в виде отложений на катализаторе. Когда поверхность катализатора покрывается отложениями, катализатор становится неактивным . Чтобы удалить эти углеродные отложения, отработанный катализатор подают в сосуд, называемый регенератором , где его смешивают с горячим воздухом, нагретым приблизительно до 600°С . В результате происходит следующая химическая реакция:

Влияние неорганических примесей. Производные свинца и мышьяка, присутствующие в сырье, — сильные каталитические яды. Наличие свинца может быть обусловлено различными причинами, например использованием общего трубопровода для сырья и товарного этилированного бензина. Соединения свинца не удаляются из сырья даже при гидроочистке, и он, накапливаясь на катализаторе, дезактивирует его. Платиновые катализаторы, содержащие 0,5% свинца и более, уже не удается полностью активировать при регенерации. При последующей регенерации дезактивация алюмоплатинового катализатора еще более ускоряется и катализатор становится непригодным. Что же касается соединений мышьяка, то они полностью удаляются при гидроочистке.

В тех случаях, когда очередная регенерация не может восстановить активности катализатора даже при допустимом повышении температуры в реакторе, .катализатор заменяют, вскрывая реактор. Для безопасной вытрузки катализатор необходимо предварительно регенерировать одним из указанных выше способов, так как после некоторого периода работы катализатор становится пирофорным, т. е. склонным к самовозгоранию. Отрегенерированный отработанный катализатор после охлаждения затаривают и отправляют на извлечение ценных металлов .

По данным того же автора и Н. А. Киселевой , катализатор выполняет свои функции и создает условия, определяющие направление и скорость реакции в течение индукционного периода окисления. Изучая причину изменения цвета окисляемого керосина в присутствии нафтената марганца, переходящего от коричневого к фиолетовому и далее к соломенно-желтому, авторы при помощи электронного микроскопа наблюдали разрушение коллоидных частиц катализатора с образованием кристаллов, максимальное количество которых образуется в момент перехода окраски раствора в соломенно-желтый цвет. Таким образом, квазигетерогенный катализатор становится явно гетерогенным. Период первичного состояния катализатора совпадает с периодом индукции. Участие катализатора окисления распространяется лишь на короткий промежуток реакции. Поэтому, как указывают авторы, представление о катализаторе в процессе окисления как о системе, постоянно находящейся в зоне реакции окисления, можно считать устаревшим. Катализатор ускоряет лишь образование первичных радикалов, являющихся инициаторами цепного процесса окисления.

Алюмосиликатные катализаторы. Активность катализатора оценивают количеством бензина, образующегося при участии этого катализатора. Для алюмосиликатных катализаторов установлена определенная шкала индексов активности; так, индекс активности 40 означает, что при помощи данного катализатора можно в течение 10 мин. при температуре около 450° получить 40% бензина с к. к. 210° из легкого газойля. Знание индекса активности важно для подбора катализатора применительно к данному сырью. Тяжелые дестиллаты требуют катализатора с индексом активности около 30. Более легкое сырье требует более высоких индексов активности катализатора. Начальная активность вновь изготовленного катализатора постепенно падает, так что со временем катализатор становится негодным и должен быть удален из системы. Кроме того, как уже было сказано, активность катализатора зависит от степени закоксованности его поверхности. Практически регенерация катализатора не доводится до нулевого содержания кокса, поэтому в эксплуатационных условиях активность регенерированного катализатора даже в начальный момент соприкосновения его с сырьем ниже активности свежего катализатора как вследствие возраста катализатора, так и из-за присутствия остаточного кокса.

При 800° отравление никеля серой обратимо, но и в этом случае каталитическая поверхность в результате глубокого отравления серой частично претерпевает необратимые изменения. Например, на свежем катализаторе длительно не наблюдается понижения активности при добавке к газу 5—10 мг 8/ма, однако после сильного отравления в результате воздействия газа с содержанием 30 мг S/м3 и затем регенерирования путем конверсии чистого метана с водяным паром катализатор становится чувствительным и к содержанию в газе э мг