Главная -> Словарь

Предотвращения отравления

С целью предотвращения отложения углерода на катализаторе предлагается осуществлять процесс в условиях постепенного повышения температуры по длине реактора от 600—800° С. Применение глины, модифицированной окислами щелочноземельных металлов, в качестве основы носителя никелевого катализатора обеспечивает его стабильную активность, предотвращает отло-

Несомненно, что основной проблемой, возникающей при проведении паровой конверсии жидкого углеводородного сырья при средних температурах является неконтролируемое отложение угля на катализаторе. Имеется много предложений по предотвращению этой опасности. Некоторые из них заключаются в применении тех или иных технических приемов при проведении процесса, другие — основаны на применении катализаторов с самыми разнообразным» добавками, предназначенными для предотвращения отложения углерода на поверхности катализатора.

Предложена формула, позволяющая рассчитывать минималь-ное количество пара, достаточное для предотвращения отложения: углерода на катализаторе при конверсии углеводорода ,

Паровую конверсию углеводородов проводят при температуре 590—1010° С и давлении О—12 атм. Для предотвращения отложения углерода, снижающего активность катализатора, процесс проводят при определенном избытке пара

Для предотвращения отложения накипи на трубах для увлажнения нужно использовать химически очищенную воду. В некоторых конструкциях аппаратов воздушного охлаждения воздух подается вентилятором, создающим разрежение.

Особенностью процесса является подача воды в циркуляционный газ с целью предотвращения отложения сернистых и аммонийных соединений. В аппарате очистки циркулирующего газа отделяются сероводород и часть метана. Благодаря этому удается поддерживать необходимое парциальное давление водорода.

Характерной особенностью установки является применение трехфазного кипящего слоя экструзионного катализатора АКМ. Катализатор не регенерируется. Его активность поддерживают, выводя из реактора некоторую часть катализатора и добавляя в реактор свежую порцию один раз в двое суток. Отработанный катализатор передают «Вторцвет-мету» для извлечения ценных металлов . Все операции по догрузке и выгрузке катализатора осуществляются в потоке сырья. Корпус реактора многослойный — общая толщина стенки составляет »0,25 м, вес около 800 т. Для предотвращения отложения солей в трубах и аппаратур'е перед воздушным холодильником предусмотрен впрыск химически очищенной воды.

После каждой зоны в реактор вводят холодный циркулирующий газ для снятия тепла, выделяющегося при гидрокрекинге. Продукты реакции охлаждаются последовательно в теплообменниках, воздушных и водянцх холодильниках и поступают в сепараторы высокого давления, где циркулирующий газ отделяется от жидких продуктов реакции. Циркулирующий газ каждого потока подается на смешение с сырьем самостоятельным центробежным компрессором. В систему высокого давления перед холодильником продуктов реакции подкачивается конденсат для предотвращения отложения солей и удаления аммиака. Раствор солей выводится из сепаратора низкого давления. Продукты реакции, выходящие из сепараторов высокого давления обоих потоков, объединяются.

Изомеризация н-парафинов идет с небольшим выделением тепла. Энергия активации изомеризации составляет около 84 кДж/моль , и, по-видимому, процесс протекает во внутридиффузионной области i. Для реакций изомеризации значение катализаторов особенно велико, так как с понижением температуры в продуктах реакции увеличивается равновесное содержание изомеров разветвленного строения. При низких температурах снижается интенсивность нежелательных побочных реакций. Поэтому важнейшее требование к изомеризующим катализаторам — достижение оптимальных скоростей реакции при минимальной температуре. Для предотвращения отложения кокса изомеризацию проводят под давлением в среде водорода.

При работе двигателя на этилированном бензине в камере сгорания образуется оксид свинца, имеющий высокую температуру плавления . Накопление оксида свинца на электродах свечей зажигания, днищах поршней и стенках камеры сгорания отрицательно влияет на работу двигателя, значительно сокращая его ресурс. Для предотвращения отложения оксида свинца в камере сгорания ТЭС применяют в виде этиловой жидкости, в состав которой входят органические соединения брома . Эти соединения при взаимодействии в камере сгорания с оксидом свинца образуют бромид свинца, имеющий более низкую температуру плавления, который выносится из камеры сгорания вместе с отработавшими газами. В зависимости от применяемого выносителя этиловая жидкость вырабатывается двух марок: Р-9 с бромистым этилом и П-2 с дибромпропаном. Алкил-свинцовые антидетонаторы так же, как и продукты их сгорания, высоко токсичны, поэтому примерно с 1970 г. четко наметилась тенденция к отказу от их применения при производстве автомобильных бензинов. В ряде стран применение этилированных бензинов запрещено законом. Помимо высокой токсичности применение этилированных бензинов препятствует широкому использованию на автомобилях катализаторов дожита отработавших газов, так как продукты сгорания свинца отравляют катализатор.

Скруббер Вентури состоит из всасывающих патрубков I, конфуэора 6, горловины 7, диффузора 9 и водоподводящих устройств. Основная подача воды осуществляется через сопло с отбойником , установленное по оси трубы в зоне конфузора. В целях предотвращения отложения шлама на границе сухой и влажной поверхностей предусмотрена дополнительная подача воды в виде пленки, равномерно стекающей на водяной камеры 5, Вода в камеру подается через штуцер 4 и полукольцевой коллектор с двумя штуцерами, приваренными к корпусу камеры.

Термическое взаимодействие метана с водяным паром происходит при 1200—1300°. В присутствии никелевого катализатора взаимодействие становится возможным при 700—800°. Каталитический спозоб, в котором природный газ должен предварительно освобождаться от сернистых соединений, в промышленности уже давно разработан . .Грубая очистка предусматривает удаление неорганической серы, главным образом в виде сероводорода. Она происходит над так называемой люкс-массой или над бурым железняком при обычной температуре. Тонкая очистка, имеющая целью удаление органической серы в виде сероуглерода или сернистого карбонила, осуществляется над щелочной люкс-массой при температуре 250—300°.

Однако при переработке высокосернистого сырья катализаторы специально обрабатывают водяным паром, например природные алюмосиликатные катализаторы, содержащие железо, подвергают «гидратации» до и после регенерации или разбавляют поступающий в реактор поток сернистого сырья водяным паром для предотвращения отравления катализатора сероводородом .

Изучено влияние параметров процесса, выбраны условия для двух режимов: гидроочистка и высокотемпературное расщепление . Изучен механизм отравления катализатора. Для предотвращения отравления необходимо разделение процесса на две ступени с обязательной очисткой в первой ступени до содержания азота 0,05%, для чего следует ступенчато повышать температуру от 400 до 460 °С. Обе ступени проверены в длительных О 700 ч) опытах. При суммарном расходе водорода 3,5% общий выход товарных продуктов, составил 87,8%

Для предотвращения отравления и продления срока службы катализаторов их производители установили ограничения на содержание фосфора в маслах. Пределы зависят от типа катализатора и его изготовителя. В двигателях со стехиометрическим составом смеси используют неселективные понижающие катализаторы , а в двигателях, работающих на бедной смеси - селективные понижающие катализаторы .

Как известно, в состав установок каталитического риформинга входит блок предварительной гидроочистки сырья. В реакторы блока риформинга должно подаваться сырье, очищенное от сернистых и азотистых соединений. Для предотвращения отравления катализатора блока риформинга при пуске установки сначала выводится на режим блок гидроочистки с использованием водородсодержащего газа, поступающего со стороны, а затем гидроочищенное сырье подается на блок риформинга.

Кроме того, для изомеризации можно использовать фракции С5 и С6 , выделяемые при газофракционировании, а также бензиновые фракции вторичных процессов, в том числе рафинаты каталитического риформинга. Для предотвращения отравления катализатора сернистое сырье следует подвергать гидроочистке. Например, по данным М. Н. Рустамова и др. , гидроизомеризации подвергали фракцию н. к. — 85 °С, выделенную из бензина коксования .

Продолжительность работы разных катализаторов различна. Так, например, алюмосиликатный катализатор для каталитического крекинга теряет активность через 10—15 мин, а вольфрамовые катализаторы деструктивной гидрогенизации работают 2— 3 года. Спад активности катализатора часто называется его утомлением или старением. Причины этого явления различны. Чаще всего снижение активности катализатора наступает в результате отложения на его активных центрах продуктов реакции или вследствие воздействия некоторых примесей в сырье, называемых каталитическими ядами. Последние особенно опасны, так как достаточно их ничтожного количества для полной дезактивации катализатора. Это заставляет весьма внимательно относиться к составу сырья. Часто для предотвращения отравления катализатора приходится исходное сырье подвергать дополнительной очистке. Действие каталитических ядов объясняется их необратимой адсорбцией на активных центрах катализатора.' Наиболее чувствительны-к ядам металлические катализаторы, содержащие Fe, Co, Ni, Pd, Ir, Pt, Cu, Ag. Часто встречаются, следующие каталитические яды: сероводород и другие сернистые соединения, окись углерода, азотистые основания, галогены, соединения .фосфора, мышьяка и сурьмы, а также металлы , содержащиеся в тяжелом нефтяном сырье.

Перед загрузкой катализатора реактор продувают током очищенного сухого этилена. Одновременно по газовым часам устанавливают постоянную объемную скорость подачи газа . Для предотвращения отравления катализатора влагой воздуха его загружают в реактор в токе сухого азота . Реактор нагревают до температуры 125 — 135 °С глицерином, циркулирующим через термостат и рубашку реактора. По достижении заданной температуры отмечают время начала опыта, количество этилового спирта в пусковой бюретке каталитической печи и уровень воды в газометре.

Основными преимуществами метода конверсии углеводородных газов с кислородом являются: отсутствие жаростойких сталей, компактность реактора шахтного типа, возможность предотвращения отравления катализатора

Процесс окисления сырья кислородом воздуха начинается в смесителе 8 в пенной системе и протекает в змеевике трубчатого реактора. Для съема тепла реакции окисления в межтрубное пространство змеевикового реактора вентилятором подается воздух . Продукты реакции из реактора 31 поступают в испаритель 4, где происходит разделение жидкой и газообразной фаз. Отработанный воздух, газообразные продукты окисления и пары нефтепродуктов направляются через воздушный холодильник 5 в сепаратор 6 . Отработанный воздух, газообразные продукты окисления и несконденсированная часть паров воды и нефтепродуктов отводится сверху сепаратора 6 в топку 7 дожига газов окисления для предотвращения отравления атмосферы газообразными продуктами окисления. Сконденсиро-j ванная часть паров нефтепродуктов собирается в нижней части сепа- ратора 6, откуда насосом откачивается через холодильник в емкости для хранения топлива. Отгон используется в смеси с мазутом в качестве жидкого топлива и для прокачки импульсных линий первичных датчиков расхода и давления приборов контроля и автоматизации на потоках сырья — гудрона и готового продукта — битума.

Резкое снижение активности алюмосиликатного катализатора подтверждено в работе ; установлено, что наиболее токсичными из исследованных металлов являются никель, затем кобальт, медь, молибден, ванадий и хром . Для предотвращения отравления катализатора металлами необходимо проводить специальную подготовку сырья, т. е. улучшенная ректификация вакуумного газойля, термическая обработка и деасфальтизация остатка атмосферной перегонки, очистка вакуумного газойля селективными растворителями, серной кислотой и гидроочистка.