Главная -> Словарь

Микросферические катализаторы

Наиболее широкое применение получили в настоящее время установки каталитического крекинга с кипящим слоем катализатора.. На этих установках применяется порошкообразный или микросферический катализатор с размером частиц 20—120 мк. Существует ряд промышленных систем каталитического крекинга в кипящем слое, отличающихся взаимным расположением реактора и регенератора, системой пневмотранспорт» и деталями внутренних устройств.

В процессах каталитического крекинга с кипящим слоем упо- j требляются микросферический катализатор с частицами размером ))) 20—150 микрон и пылевидный с частицами размером 1—150 микрон 2 из активного алюмосиликатного материала.

. Специаль- П°Д ними помещены крупные зерна пшено изготавливается сиы- ницы. тетический микросферический катализатор, а пылевидный является отходом установок каталитического крекинга и катализаторных фабрик или в некоторых случаях его получают путем измельчения и рассева крупных гранул алюмосиликатного катализатора.

~ 2. Установки, через главные аппараты которых циркулирует пылевидный или микросферический катализатор .

Помимо молотого пылевидного катализатора, на установках флюид применяют также формованный синтетический микросферический катализатор с частицами размером около 40 микрон

3. Микросферический формованный синтетический катализатор с частицами размером 10—150 микрон . По сравнению с пылевидным микросферический катализатор при циркуляции меньше измельчается сам и в меньшей степени вызывает абразивный износ аппаратов и трубопроводов. Удельный расход его ниже, чем пылевидного катализатора.

а) Для установок обеих подгрупп были разработаны синтетические катализаторы сферической формы — микросферический катализатор для крекинга сырья в псевдоожиженном слое и шариковый для крекинга в сплошном опускающемся слое катализатора.

1 Применялся синтетический алюмосиликатный микросферический катализатор с содержанием 13% окиси алюминия.

В связи с переходом на микросферический катализатор вместо более трудно улавливаемого и сильнее изнашиваемого пылевидного стали сооружать установки без электроосадителей. Было построено значительное чпсло установок без трубчатых печей. Для удаления водяным паром углеводородов из отработанного катализатора нередко стали применять вместо внутренних отпарных секций или в дополнение к ним выносные отпарные секции.

природный микросферический катализатор марки «ТТ*. Для повседневой работы можно готовить вторичные эталоны из катализаторов, износ которых в условиях испытания находится в пределах от 10 до 20%.

Применяемый в указанных системах микросферический катализатор по фракционному составу более однороден, труднее поддается истиранию и в меньшей степени разрушает аппаратуру.

Основными характеристиками катализаторов крекинга являются химический состав, насыпная плотность, пористая структура, стабильная активность, фракционный состав и прочность. Испытание отечественных микросферических катализаторов осуществляют по ОСТ 38.01161—78, зарубежных — по стандартам ASTM или фирм-разработчиков. Лучшие микросферические катализаторы характеризуются следующими свойствами:

На современных установках, использующих высокоактивные цеолитсодержащие микросферические катализаторы, крекинг проводится в катализатопроводе в режиме идеального вытеснения и время реакции составляет несколько секунд. При крекинге в кипящем слое вследстаие меньшей эффективности реактора идеального смешения оптимальное время крекинга при прочих равных условиях больше, еще больше оно при крекинге на шариковом катализаторе, так как температура процесса ниже.

Для каждого типа установок применяют катализаторы, отличающиеся размерами и формой гранул. На установках Гудри применяли гранулированный и таблетированный катализаторы размером 4—5 мм. На установках с движущимся плотным слоем катализатора применяли вначале таблетки размером 4—5 мм, а затем шарики диаметром от 2 до 4 мм. Установки с кипящим слоем пылевидного катализатора снабжали вначале размолотым катализатором, а в дальнейшем специально приготавливали микросферические катализаторы. Это позволило существенно снизить эрозию аппаратуры и расход катализатора, а также улучшить аэродинамические характеристики кипящего слоя.

Для снабжения установок типа флюид фирма Девисон кемикл разработала и выпускает цеолитсодержащие микросферические катализаторы XZ-15, XZ-25, XZ-25 плюс, XZ-36 и XZ-40 . Для этой же цели фирма Американ сайнамид создала катализаторы аэрокэт TS-170 и TS-260 , фирмы Гудри процесс энд кемикалз корпорейшн и Энгельгард минералз энд кемикал корпорейшн с 1970 г. производят катализаторы HFZ-20 и HFZ-23 . Для катализаторов типа XZ и HFZ характерны повышенная плотность, пониженное содержание окиси натрия и высокая активность, особенно у катализаторов XZ-36, HFZ-20 и HFZ-23 . ^

Гидрокрекинг на циркулирующем катализаторе . Гидрокрекинг при высоком давлении дорог, поэтому были сделаны попытки осуществить процесс при меньших давлениях. В частности, интересен процесс , разработанный в ИНХС АН СССР в 1955 г. под названием «деструктивная гидрогенизация». Принципиальная схема установки гидрокрекинга этой системы показана на рис. 86. Гидрокрекинг под невысоким давлением в движущемся или кипящем слое циркулирующего катализатора возможен благодаря поддержанию его активности путем непрерывной окислительной регенерации. В связи с непрерывной циркуляцией в системе в этом процессе должны применяться шариковые или микросферические катализаторы , обладающие высокой устойчивостью к износу и растрескиванию.

Промышленное производство синтетических алюмосиликатных катализаторов для крекинга в псевдоожиженном слое началось в 1944 г. Сначала их вырабатывали в виде тонко измельченного порошка, но в 1946 г. перешли на производство микросферического катализатора. Микросферический катализатор, вследствие большей однородности формы частиц обладает повышенной стойкостью к истиранию по сравнению с катализаторами, приготовлявшимися механическим размолом . В настоящее время синтетические алю-мосиликатные катализаторы выпускаются главным образом микросферические.

Опубликовано 164))) подробное описание промышленного производства алюмосиликатного катализатора на заводе фирмы «Девисон» в Лейк-Чарльзе, где применяется второй из описанных выше процессов. Важной особенностью этой и других катализаторных фабрик является распылительная сушка промытого катализатора, обеспечивающая получение сравнительно однородных по размеру частиц . Этот способ вытеснил ранее применявшийся механический размол высушенного катализатора; одновременно значительно повышается стойкость готового катализатора к истиранию. Микросферические катализаторы выпускаются всеми фирмами, производящими катализаторы, в том числе «Америкен сианамид», «Девисон», «Неше-нал алюминейт» и «Юниверсал ойл продактс».

1А-1М и ГК-3 выпускались микросферические катализаторы

Показатели Шариковые катализато )Ы Микросферические катализаторы

В отличие от всех других химических превращений для обратимых экзотермических процессов характерно снижение оптимальных температур с углублением реакций. Вследствие этого проведение их в адиабатических условиях, дающих прямо противоположное распределение температур, крайне неблагоприятно. Для двусторонних экзотермических процессов значительный интерес могут представить противоточные схемы реакторов с теплоносителями-катализаторами , для которых характерно изменение температурных режимов с падающего на возрастающий и наоборот, с сохранением формального подобия адиабатическому процессу, но с обратным знаком теплового эффекта . Системы, применяющие пылевидные и микросферические катализаторы с режимами кипящего слоя, могут быть достаточно эффективными также и при обратимых экзотермических процессах. Однако для них обязательно секционирование зоны катализа со ступенчатым регулированием температуры.

В настоящее время в различных странах разработано около семидесяти марок промышленных цеолитсодержащих катализаторов крекинга . В зарубежной и отечественной промышленности используются как шариковые, так и микросферические катализаторы. В их совершенствовании продолжаются тенденции, определившиеся во второй половине 60-х годов и связанные с,введением в их состав цеолитов и редкоземельных элементов /РЗЭ/. При этом усилия исследователей направлены как на повышение каталитических так и улучшение механических и физико-химических свойств катализатора. Непременным условием, требующим своего решения при производстве катализаторов крекинга, является переход на малоотходную технологию приготовления.