Главная -> Словарь

Порошкообразного катализатора

56. 3 е и н а л о в Ф. И., Багиров А. Г. Установка каталитического крекинга с порошкообразным катализатором, Баку, Изд-во АН АзССР, 1958.

Предложена принципиальная технологическая с:хема процесса, включающая стадию крекинга углеводородного сырья в присутствии катализатора, несколько подготовительных и заключительных стадий , а также вариантов аппаратурного оформления отдельных стадий. Так, для приготовления суспензии исходного нефтепродукта с порошкообразным катализатором и транспортировки полученной суспензии через теплообменник рекомендовалось использовать соответствующие типовые установки для кислотно-контактной очистки масел. Предложена реакционная камера, снабженная устройством для замкнутой рециркуляции суспензии, сепараторы в различном исполнении для отделения отработанного катализатора от нефтепродуктов. В систему были включены дозаторы, насосы, ректификационная колонна и устройство для регенерации отработанного катализатора. Катализатор отделялся путем испарения всех нефтепродуктов за счет снижения давления без охлаждения суспензии или отгонки бензинов из предварительно охлажденной суспензии.

Таким образом, в условиях статического крекинга в автоклаве при обеспечении надежного контакта между жидким сырьем и порошкообразным катализатором и использовании обессмоленпого сырья в широком диапазоне фракционного и химического состава образуется свыше 30 % почти полностью предельного бензина при умеренном расходе катализатора . Без предварительного обессмоливания сырья раоод катализатора может увеличиться в два раза за счет частичной отработки его в процессе предварительного подогрева: в этом случае катализатор несет двойную функцию — и предварительно обессмо-

Выполненные исследования дали возможность разработать конструкцию лабораторной установки парофазного каталитического крекинга с порошкообразным катализатором. В результате испытаний нескольких конструкций выбрана и смонтирована лабораторная установка периодического действия , с попеременно осуществляющимися и одном реакторе процессами каталитического крекинга сырья и регенерации катализатора. Сырье из бачка через бюретку 1 обеспечивающую постоянную скорость дозирования сырья, подается в испаритель, где оно испаряется и пары нагреваются до температуры реакции. Нагретые пары поступают в нижнюю часть реактора 2 иод слой катализатора и, проходя сквозь слой, приводят его в состояние кипения.

Влияние размера частиц катализатора. Для изучения влияния размера частиц катализатора па процесс крекинга проведены опыты по крекированию сырья над порошкообразным катализатором, приготовленным из гранулированного синтетического алюмосиликата, фракционного состава 0,21 — 0,35 и 0,10—0,12 мм, а также на неподвижных гранулах алюмосиликата раз-мором 3—5 мм. В качество сырья использовалась фракция из сураханской отборной нефти, выкипающая в пределах 300—400 "С. Опыты проводились при температурах 400, 450 и 500 °С и массовых скоростях подачи сырья 0,25; 0,50; 1,00; 1,50; 2,00 ч-1.

Для выяснения некоторых свойств порошкообразного катализатора и определения параметров, характеризующих состояние системы с порошкообразным катализатором, а также для исследования условий свободного перемещения порошкообразною катализатора по

В реакторе установки каталитического крекинга с порошкообразным катализатором превращение углеводородов, пронизывающих слой катализатора, протекает одновременно по всему объему ро.гииюнной зоны. Для использования порошка катализатора в качестве посмтелл тепла из регенератора в зону реакции и выравнивания температуры но всему объему реакционной зоны мы должны принять газодинамическим эежим, обеспечивающий «мгновенное смешение» горячего катализатора, поступающего из регенератора со смесью паров и катализатора, находящегося в реакторе, а также определить пределы газодинамических параметров, позволяющие поддерживать дашшй режим.

Аппарат с порошкообразным катализатором, находящимся в состоянии «кипения» при линейных скоростях движущего агента не ниже ОД м/с, является аппаратом идеального смешения

В основу разрабатываемого процесса для оценки возможностей паро-фазного каталитического крекинга с порошкообразным катализатором положено требование получения наиболее высокосортного авиакомпонепта в экономически целесообразных условиях, т. е. при минимальных затратах сырья на единицу выхода бензина. Даже в наиболее благоприятных режимах крекинга па различных видах сырья и па самом активном типе катализатора, каким являетея синтетический алюмосиликат, невозможно достичь приемлемого выхода авиакомпонепта, удовлетворяющего ГОСТу по содержанию олефипов и моторной характеристике, в результате однократного крекинга исходного сырья. Для получения кондиционного авиакомпонента необходима дополнительная обработка продукта первой ступени крекинга.

Исследование процесса каталитического крекинга с порошкообразным катализатором на опытно-промышленной установке Бакинского крекинг-завода им. Вано Стуруа позволило приступить к созданию крупных промыш-

ленных установок. Первыми отечественными установками с порошкообразным катализатором являются установки типа 1Б и IA .

Рис. 53 Б. Узел смешения порошкообразного катализатора с воздухом.

могут служить карбюраторным топливом. Образование парафина в эт процессе должно подавляться, чтобы избежать слипания тончайших ча тиц порошкообразного катализатора.

Процесс насыщения порошкообразного катализатора водой дает возможность получить одновременно данные, которые могут быть использованы для вычисления удельного объема пор и истинной плотности катализатора.

Удельный объем пор порошкообразного катализатора определяют «титрованием» водой, как при определении кажущейся плотности.

Имелось несколько вариантов введения катализаторов — до подогрева сырья, в частично нагретое сырье и в сырье, нагретое до темпердтуры крекинга. Каждый из предложенных вариантов обладал определенными преимуществами и недостатками. Например, введение порошкообразного катализатора до подогревателя технически легко осуществлялось, но требовало увеличения мощности теплообменников и осложнялось адсорбцией и полимеризацией сырья на поверхности катализатора при температурах, недостаточных для протекания крекинга. Введение порошка катализатора после подогревателя, непосредственно перед входом в реакционную камеру, исключало эти недостатки, но требовало более сложного конструктивного узла подачи и дозировки. Отработка технологической схемы процесса, режима отдельных стадий и аппаратурного оформления проводилась в ходе специальных экспериментов в зависимости от основных факторов .

Учитывая некоторые технологические элементы непрерывного парофаз-ного каталитического крекинга с применением порошкообразного катализатора, схему жидкофазного каталитического крекинга наиболее целесообразно представить следующим образом. Исходное сырье в интенсивно действующем смесителе смешивается с тонким порошком катализатора. Полученная суспензия подогревается в трубчатой печи и при необходимой температуре и давлении, достаточяом для сохранения жидкой фазы, вводится в реакционную камеру, в которой обеспечивается ее рециркуляция для предупреждения осаждения катализатора. Эта суспензия без понижения ее температуры редуцируется из реакционной камеры в сепаратор. В последнем за счет снижения давления почти до атмосферного происходит полное испарение углеводородов и отделенно углеводородных паров и газов от порошка катализатора. Катализатор выводится из сепаратора и направляется на регенерацию, а газо- и парообразные продукты крекинга поступают на ректификацию. В данной схеме теоретически возможен вариант процесса, при котором порошкообразный катализатор вводится не до подогрева, а после него — перед входом в реакционную камеру. Такой вариант, несомненно, повысил бы эффективность работы катализатора, поскольку с момента его контакта с горячей углеводородной жидкостью создавались бы предпосылки для протекания реакций крекинга. При постепенном подогревании суспензии катализатора в холодном сырье процессам крекинга предшествовали бы адсорбция, полимеризация и разложение химически нестойких компонентов сырья, что вело бы к преждевременному обугливанию и снижению эффективности катализатора. Кроме того, введение катализатора в холодное сырье потребовало бы применения трубчатых печей, рассчитанных на обеспечение большой скорости движения суспензии во избежание осаждения катализатора на стенках труб, поэтому размеры печи пришлось бы значительно увеличить. Учитывая, однако, возможные технические и конструктивные трудности, которые неизбежны при попытках практически осуществить непрерывное и равномерное дозирование сухого порошка катализатора в горячий нефтепродукт под давлением свыше 3 МПа, вариант с введением порошка катализатора в холодный нефтепродукт представляется менее сложным. Решающим здесь является выбор сырья.

В поведении мелкозернистого порошкообразного катализатора фракции 0,1—0,12 мм отмечаются следующие особенности. Примерно при одинаковой глубине распада исходного сырья образуется в полтора-диа раза меньше бензина, который обладает более высоким содержанием олсфцнов. С увеличением массовой скорости подачи сырья выход бензина повышается, что, по-видимому, свидетельствует о недостаточном перемешивании катализатора с парами сырья при низких скоростях подачи сырья и проскоках паров сырья в малоподвижном слое порошка. Следовательно, при выборе условий крекинга с применением порошкообразного катализатора линейные скорости и время контакта паров сырья с катализатором должны быть специально подобраны в зависимости от активности и степени измельчения катализатора.

С. II. Обрядчиков и В. К. Марушкип . Вопрос принудительного m ремещепия порошкообразного катализатора по транспортным трубам снизу вверх будет рассмотрен дальше в связи с условиями, обеспечивающими циркуляцию катализатора между реактором и регенератором. В качестве катализатора выбран порошкообразный синтетический алюмосиликат следующего фракционного состава : 0,17—0,21 ; 0,15— 0,17 ; 0,10—0,15 ; 0,07-0,10 ; меньше0,07 .