Главная -> Словарь

Модификации катализатора

В силу всех перечисленных факторов уже в конце сороковых — начале пятидесятых годов было разработано много модификаций процессов риформинга и гидроочистки дистиллятнОго сырья, а их промышленное использование развивалось так быстро, что эти процессы по используемым мощностям быстро выдвинулись в число важнейших процессов нефтепереработки.

Имеется много различных фирменных модификаций процессов гидроочистки дистиллятных продуктов. Они очень близки и различаются только деталями приготовления катализаторов и некоторым варьированием условий процесса. Практически все катализаторы гидроочистки представляют собой а'люмокобальтмолибденовые или алюмоникельмолибденовые композиции 43°. Эти катализаторы хотя

Схемы различных модификаций процессов гидропереработки нефтяного остаточного сырья близки между собой . Отфильтрован-

цроцессы прямой перегонки нефти характеризуются небольшим выходом целевой продукции, высоким расходом топливно-энергетических средств; расход сырья колеблется в зависимости от различных модификаций процессов прямой перегонки нефти в пределах" 2,1-2,4 т/т,'. а наименьший проход энергетических средств - на установках типа' с)ЛОУ-лВГ-6 к АТ-б. ' . .

Доклад Лома и Аджиуса ?б9))) был посвящен сопоставлению различных процессов и различных типов сырья для производства низкокалорийных топливных газов и заменителей природного газа . Для первой цели известны десятки различных модификаций процессов высокотемпературной конверсии и частичного окисления углеводородного сырья , для второй - 4 процесса низкотемпературной конверсии нафты, 2 процесса гидрогазификации средних дистиллятов и, наконец, процессы газификации сырой нефти и нефтяных остатков.

В силу всех перечисленных факторов уже в конце сороковых — начале пятидесятых годов было разработано много модификаций процессов риформинга и гидроочистки дистиллятного сырья, а их промышленное использование развивалось так быстро, что эти процессы по используемым мощностям быстро выдвинулись в число важнейших процессов нефтепереработки.

Имеется много различных фирменных модификаций процессов гидроочистки дистиллятных продуктов. Они очень близки и различаются только деталями приготовления катализаторов и некоторым варьированием условий процесса. Практически все катализаторы гидроочистки представляют собой алюмокобальтмолибденовые или алюмоникельмолибденовые композиции 430. Эти катализаторы хотя

Не меньшее значение эти катализаторы смогут найти и в процессах получения различных индивидуальных углеводородов парафинового ряда. Уже в настоящее время различными нефтеперерабатывающими фирмами США разработано множество технологических модификаций процессов изомеризации легких парафиновых углеводородов . Сюда могут быть отнесены процесс «бутамер» , предназначенный для получения изобутана; некоторые процессы по изомеризации н. пентана , а также процессы: «изокел», «изо-плюс» и другие , предназначенные для изомеризации гексан-гептановых фракций. Правда, в практике США изомеризация гексан-гептановых фракций используется пока лишь с целью получения высокооктановых добавок, однако в случае надобности эти процессы могут быть переключены на выработку того или иного необходимого индивидуального углеводорода *. Технологические схемы процессов изомеризации алка-нов Со — С7 весьма просты, причем «срок жизни» катализаторов в этих случаях значительно выше, чем при рифор-минге бензинов.

Изложенные выше основные химические превращения характерны для всех известных модификаций процессов гидрокрекинга.

Для обеих модификаций процессов наиболее эффективным обессеривающим и одновременно дегидрирующим является алюмо-кобальт-молибденовый катализатор, содержащий СоО и Мо03 в молярном соотношении от 1 : 3 до 1 : 5 . Носителем в катализаторе является боксит или окись алюминия.

Катализатор «Стандард Ойл Дэвэлопмент Компани», известный под названием катализатор «1707», имеет следующий состав: 72,4 MgO — 18,4 Fe203 —4,6 CuO — 4,6 К20 . В лабораторных опытах с этим катализатором из чистых w-бутенов были получены предельные выходы бутадиена порядка 85% при 20%-ной конверсии и 72% при 40%-ной конверсии. Однако во время заводских опытов с менее чистым бутеновым сырьем была достигнута более низкая избирательность . Активным дегидрирующим компонентом катализатора является железо. Предполагается, что медь в какой-то мере также способствует повышению активности катализатора и служит также стабилизатором. Калий, присутствующий, по-видимому, в виде К2С03, является промотором и способствует взаимодействию отложившегося кокса с паром. Применение в качестве промотора гидроокиси калия является большим достижением, так как по своему промотирующему действию она намного превосходит гидроокиси натрия, лития, кальция и других металлов, ранее использовавшихся в катализаторах. Сравнимых результатов можно достичь только путем применения очень дорогих рубидиевых и цезиевых промоторов. Во время работы катализатора содержание промотора снижается, однако количество его можно восполнить подачей с сырьем или водяным паром раствора К2С03. В настоящее время в литературе описаны многочисленные модификации катализатора «1707» . Лабораторные опыты показывают, что вместо железа в катализаторе могут быть использованы марганец или кобальт, а вместо •окиси магния — окиси цинка, бериллия или циркония. Окись цинка,

2. Стадия химического взаимодействия. Она включает операции смешения и химического взаимодействия силика фосфата с горячей пирофосфорной кислотой. Эти операции выполняются в той же реакционной чаше, что и при синтезе силикафосфатного комплекса при производстве катализатор;. ФКК. Стадия химического взаимодействия является определяющей и в случае производства данной модификации катализатора. От подбора оптимальных технологических параметров и их строгого соблюдения сильно зависят показатели качества готового продукта.

Таким образом, была показана возможность получения модификации катализатора ПФК/С из силикафосфата-полу-фабриката пропитыванием его неупаренной кислотой с последующей термообработкой и рассмотрена разработанная технология, которая позволяет существенно повысить его качество и коренным образом улучшить производственные и са~ нитарно-технические условия на фабрике.

Необходимо отметить, что разные модификации катализатора при одинаковых условиях проявляют различную стабильность прочности. Например, из двух модификаций катализаторов типа ФКД, испытанных в одинаковых условиях,

К катализаторам повышенной аквамеханической стабильности можно отнести также катализатор ФИН . Процесс приготовления его довольно сложен. На первой стадии экструдированный оксид кремния с содержанием основного вещества 96-99% масс, пропитывают пирофосфорной кислотой при 90-180°С. Процесс проводится таким образом, чтобы сырой катализатор после пропитки содержал 60-70% масс, фосфорного ангидрида. Затем катализатор прокаливают при 550-1000°С до тех пор, пока содержание фосфорного ангидрида, экстрагируемого водой при 20°С, не уменьшится до 15%. При этом активность катализатора резко снижается, и поэтому проводится его реактивация парами воды при 100~800°С до содержания экстрагируемого водой фосфорного ангидрида 30% масс. . Сведения о промышленном применении данной модификации катализатора в литературе отсутствуют.

Сопоставительные промышленные испытания данных образцов катализаторов полностью подтвердили повышенную стабильность модификации катализатора ВТС .

Особенности получения силикафосфатной шихты и формования ее методом экструзии были рассмотрены во второй • лаве. В данном разделе в основном рассматриваются вопросы, посвященные формованию шихты методом сухого прессования и формированию свойств таблетиро-ванной модификации катализатора. Формование порошкообразных материалов в таблетки с заданными геометрическими размерами, формой, поровой структурой и механической прочностью представляет собой сложный комплекс физико-лимических процессов и механических операций . 8 общем случае под влиянием усилий пресса в самом форму-•мом материале могут протекать различные физические явле-,шя и химические реакции, существенно влияющие на его пер-ноначальный оптимальный состав и определяющие процесс

Режим и технология подготовки и прессования силика-фосфатной шихты окончательно проверялись и отрабатывались в условиях установки "Фосфорная" Уфимского ордена Ленина НПЗ. Данной модификации катализатора был присвоен шифр ФКД-Т. Блок-схема производства катализатора на производственной базе установки "Фосфорная" приведена на рис. 6.7. Опытные партии испытывали на пилотной и промышленных установках олигомеризации в условиях длительной работы. Цель этих испытаний состояла в проверке стабильности свойств разрабатываемого катализатора.

Из рис. 6.9 следует, что в ходе испытания резкий спад конверсии амиленов на контрольном катализаторе произошел уже после 4-х сут работы, а на опытном катализаторе - после 12-ти сут. Таким образом, режим "канальной фильтрации" сырья в случае промышленного катализатора произошел значительно раньше. Этот факт также свидетельствует о большей стабильности механической прочности таблетиро-ванной модификации катализатора.

Соотношение альдегидов нормального и изостроения изменяется в пределах от 1,5:1 до 3,5:1 в зависимости от условий реакции и модификации катализатора.

На алюмоплатиновом катализаторе, промотированном фтором, изомеризация парафиновых углеводородов не происходит в отсутствие водорода. При модификации катализатора хлором реакция в начальный период протекает и в отсутствие водорода, но с течением времени ее скорость постепенно уменьшается. Таким образом, чтобы изомеризация на металлсодержащем катализаторе протекала с постоянной скоростью, реакцию необходимо осуществлять в среде водорода. Это, по-видимому, связано с явле-