Главная -> Словарь

Отработанном катализаторе

12 — коллектор; 13 — выход отработанного катализатора.

Для приготовления катализатора кобальт, окись тория и окись магния загружают в мешалку и растворяют в таком количестве разбавленной азотной кислоты, чтобы полученный раствор содержал 40— 50 г\л кобальта. При этом может быть использован также раствор нитрата кобальта, как это делается при переработке отработанного катализатора. Концентрация кобальта в таком растворе должна соответствовать примерно 40 г/л.

Переработка отработанного катализатора ........ 85

сированной температуре. Другие способы стабилизации заключаются в проведении процесса в несколько стадий с различным температурным режимом в каждой стадии. Технологические схемы с ТФСС для мазутов оформлены чаще всего с двумя предварительными реакторами малого объема, которые по мере дезактивации катализатора переключаются. Отработанный катализатор выгружается и заменяется свежим. Таким образом обеспечивается более длительная работа катализатора основной стадии при относительно низких температурах. Необходимый интервал подъема температуры сокращается. Это также способствует снижению фактора неравномерности. Для систем с ТФКС и ТФДС фактор неравномерности практически равен 1,0, так как в этих реакторах устанавливается равновесная активность на постоянном уровне ввиду периодического вывода отработанного катализатора из системы и догрузки свежим в ходе процесса.

Ведутся разработки по применению отработанного катализатора гидрообессеривания для гидрокрекинга тяжелого сырья. Отработанный катализатор, содержащий 12,9% углерода, 9,6% ванадия и 2,1% никеля, измельчается и смешивается с сырьем . Считается, что при соответствующем оформлении процесса использование отработанного катализатора будет экономически оправдано. Этот прием может рассматриваться лишь как средство повышения эффективности исполь-

Радикальным методом считается переработка отработанного катализатора с извлечением металлов. Отработанные катализаторы, содержащие кобальт, никель, молибден привлекали внимание как исходный материал для извлечения этих металлов. Учитывая определенный дефицит их и относительно высокую стоимость, были разработаны варианты технологии их извлечения. Однако при складывающейся ситуации соотношения цен на соли этих металлов и стоимости их извлечения из отработанных катализаторов долгое время разработки не получали широкого развития.

Решение вопросов извлечения металлов из отработанных катализаторов должно ускорить намечающееся развитие процессов гидрообессеривания остаточного сырья. Это объясняется не только значительным увеличением объемов отработанного катализатора, но и появлением в них дополнительного ценного металла — ванадия.

По схеме переработки отработанного катализатора с катализатора перед выгрузкой из реактора выжигается углерод и значительная часть серы. Затем катализатор дробится, смешивается с содой и спекается при 850—900 °С. Спек выщелачивается едким натром, пульпа фильтруется, осадок, представляющий собой кобальтоникелевый концентрат, дополнительно промывается, прокаливается при 600—800 °С и отправляется потребителю. Раствор после фильтрования подвергается карбонизации при 80 °С. Пульпа фильтруется, осадок - гидроксид алюминия — отмывается от ванадия и молибдена раствором едкого натрия и прокаливается с получением оксида алюминия. Раствор, содержащий ванадий и молибден, может быть обработан по двум вариантам с получением концентрата смеси ванадия и молибдена или отдельно

Рис. 347. Принципиальная схема переработки отработанного катализатора.

мышленностью. Предлагается отработанный кат* лизатор окислить при 480—565 °С, а затем обработать спиртом при 26—230 °С. Ванадий из отработанного катализатора извлекается в виде сульфидов ванадия в расплавленной среде при 400—825 °С . Имеются попытки разработать методы регенерации отработанных катализаторов извлечением ванадия и никеля обработкой растворами щавелевой кислоты и нитратов или во второй стадии раствором пероксида водорода . Однако все эти методы пока не вышли за пределы лабораторных переработок.

отработанного катализатора и ввода в, реактор иорцяи свежей".. Это позволяет длительное время поддерживать активность катализатора на определенном уровне. Нет информации о наличии в х.еме узла очистки циркуляционного газа от сероводорода. Пгп'веч-ны now; л а:и процесса переработки мазута тяжелой аранийско»"3 'Сфш и и.у ;^;.ors гудронов с различным содерж.-.'.r^M м -;з .'-м-с .. t • : телытостью гпотиг i\ IT с !':о ? '-.(,'\ .- '•• • -л

Пример графического изображения зависимостей Аррениуса представлен на рис. 3.43. Прямой 1 характеризуется работа свежего катализатора. При осуществлении процесса постоянная степень удаления серы обеспечивается постепенным повышением температуры. Кажущаяся константа скорости реакции постоянна и в конкретном случае равна ft,. Температура в течение работы катализатора повышается по линии АВ до полной отработки катализатора. Прямая 2 характеризует процесс на отработанном катализаторе. Продолжив прямые / и 2 до пересечения, находится точка, через которую может быть проведена прямая, описывающая процесс в любой степени отработки катализатора. Владея такими зависимостями, можно предопределить необходимые изменения в режиме , чтобы обеспечить заданную степень удаления серы, соответствующую кажущейся константе скорости реакции k2. Или наоборот, какие изменения в глубине удаления серы можно ожидать при внесении изменений в режиме процесса.

Состав отложений на отработанном катализаторе

Фтористый водород имеет ряд преимуществ по сравнению с серной кислотой благодаря таким свойствам, как низкие температуры плавления и кипения и стойкость к реакциям окисления или восстановления. Его можно использовать как при температуре —30°, так и при температуре выше комнатной. В промышленных процессах при его использовании не требуется охлаждения, тогда как при применении серной кислоты необходимо применять охлаждение. Почти весь фтор, содержащийся в отработанном катализаторе, регенерируется в виде фтористого водорода, поэтому расход катализатора в промышленном процессе очень низкий.

Во всех опытах с увеличением кратности циркуляции выходы жидкого катализата и газа уменьшаются. Выход кокса и количество коксовых отложений на отработанном катализаторе, выходящем из десорбера реактора, растут. Практически невозможно определить раздельно величины коксовых отложений в результате протекания реакций крекинга и от неполного удаления в десорбере увлеченных катализатором из реактора углеводородов. Однако, если среднюю активность катализатора в реакторе оценить концентрацией бензина в катализате и содержанием олефинов в бензине, то из полученных данных видно, что с увеличением кратности циркуляции катализатора средняя активность катализатора в реакторе растет . Следовательно, высокий выход кокса на сырье и большое содержание кокса на катализаторе в случае повышенной циркуляции катализатора можно объяснить не только значительным отложением кокса в результате углубления реакции крекинга, но и увлечением адсорбированных углеводородов, которые ire полностью удаляются в десорбере.

количество адсорбированных молекул сырья и промежуточных продуктов уплотнения. Показано , что продувкой закоксован-ного катализатора азотом и водяным паром нельзя полностью удалить адсорбированные промежуточные продукты; поэтому вместе с коксом в регенератор попадает значительное количество углеводородов, и его коксовая и тепловая нагрузки дополнительно увеличиваются. Увеличение продолжительности отпарки не дает больших преимуществ. Более эффективно повышение температуры от-парной зоны до 510—540 °С. В этом случае количество горючего материала на отработанном катализаторе уменьшится вследствие интенсификации процесса десорбции молекул сырья и промежуточных продуктов уплотнения, а также вследствие дококсовывання нелетучих компонентов.

В то же время в одном из патентов при регенерации биметаллического катализатора риформинга предлагают проводить подачу галогена в течение всего периода регенерации. Согласно данным работы , при подаче хлорсодержащего соединения непосредственно во время окисления кокса сокращается время регенерации, что объясняется диспергирующим действием хлора. Последнее, по мнению авторов, облегчает доступ кислорода к глубоким слоям катализатора. В отработанном катализаторе платина находится в агрегированном состоянии, ее крупные агрегаты могут тормозить проникновение кислорода в глубь катализатора и, соответственно, процесс регенерации.

Одно из направлений работ по регенерации серной кислоты состоит в превращении кислоты, содержащейся в отработанном катализаторе, в диалкилсульфаты. Последние растворимы в углеводородах, поэтому их можно экстрагировать из полимеров и воды.

сделать заключение об управляемости всех четырех стадий. Экономическая проработка указывает, что процесс будет рентабелен, если примерно 90% кислоты в отработанном катализаторе можно будет превратить в диизопропилсульфат и примерно 90% последнего экстрагировать и проалкилировать. Это равнозначно регенерации 80% кислоты и соответствующему снижению ее потребления. Для получения количественных данных по каждой отдельной стадии и по общим выходам фирмами Texaco Development и Stratford Engineering в Канзас-сити были проведены испытания в пилотном масштабе. Для ускорения всего исследования на стадиях абсорбции, кислотной обработки и алкилирования использовали контакторы типа Stratco. На стадии экстракции использовали ротационный дисковый контактор. Упрощенная схема процесса с регенерацией H2SO4 приведена «а рис. 1. На рис. 2 приведена схема этого процесса, реализованная на пилотной установке, а подробное описание ее дано в патенте . Сырье, применяемое на пилотной установке, имело такой состав :

Интересно установить, действительно ли в отработанной кислоте после алкилирования содержится серная кислота в свободном виде. Вероятно, в большинстве случаев не содержится, и желательно, чтобы не содержалась. Можно полагать, что чаще всего в комплекс связываются примерно равные количества кислоты и полимеров. При почти оптимальных условиях во всех четырех секциях после установления равновесия или стационарного состояния содержание воды, вероятно, составит 2% или ниже, а количество алкил-сульфатов должно быть существенно меньше. В идеальном случае в отработанном катализаторе должны содержаться лишь полимеры и вода.

легкий газойль . . . тяжелый газойль . . отложения кокса на отработанном катализаторе и в шла-

Пример 2. На установке каталитического крекинга с подвижным слоем катализатора перерабатывают 1000 т/сут газойля. Определить размеры регенератора и продолжительность пребывания в нем частиц катализатора, если известно: насыпная плотность катализатора ;рнас = 0,7 т/м3; линейная скорость движения частиц катализатора в регенераторе м = 0,004 м/с; интенсивность выжигания кокса /(=15 кг/м3 слоя в 1 ч; допустимое отложение кокса на отработанном катализаторе Хк=2%; выход кокса Хк=5,9% масс. на сырье.