Главная -> Словарь

Применении катализаторов

Обычна объемная скорость для заводских условий работы равна jOJ3—2,5J ; на отдельных установках при применении катализатора повышенной активности легко крекируемое сырье перерабатывают при более высоких значениях V0. ' Kpa™flfilb.. ...циркуляции катализатора. Отношение веса R регенерированного катализатора, вводимого в реактор в единицу времени , к весу В поступающего в него за то же время сырья называют весовой кратностью N циркуляции катализатора:

Лабораторные испытания показали, что при значительном содержании мелких частиц и средних скоростях газа наблюдается канальный проскок газа, а при слишком большом содержании крупных частиц — пузырчатый проскок газа. Устойчивое псевдоожижение достигается при достаточно высоких скоростях газа и применении катализатора сравнительно широкого гранулометрического состава, преимущественно с размерами зерен 30 — 90 микрон. Однако с увеличением скорости газа значительно возрастает унос катализатора из слоя 1169J.

По второму способу присоединение производят в жидкой фазе под атмосферным давлением при невысокой температуре. Метод основан на применении катализатора, аналогичного тому, который был разработан для процесса димеризации ацетилена в моновинилацетилен . Этот катализатор представляет собой солянокислый раствор полухлористой меди, рН которого поддерживают равным 1, добавляя дополнительные количества кислоты. К этому раствору можно также добавлять хлориды натрия, калия или аммония отдельно или в любых комбинациях .

При применении катализатора, близкого к используемому в синтезе Фишера-Тропша, оптимальное весовое его количество лежит в пределах 3—5%.

Однако применение процессов деструктивной гидрогенизации связано с большим расходом водорода, а высокое содержание смол в высокосернистых нефтях создает дополнительные трудности в применении катализатора. Кроме того, этот процесс больше предназначен для выработки максимального количества светлых, и использовать его для получения котельного топлива за счет облагороженных фракций дизельного топлива нецелесообразно.

Более детальное описание технологических схем процесса получения нафталина из нефтяного сырья излагается в специальной литературе . Однако отличие одной схемы процесса от .другой состоит, главным образом, в сырье, схеме выделения нафталина и составе и применении катализатора.

Выходы продуктов. Выходы и характеристики продуктов крекинга мидконтинентского газойля плотностью 0,8816 при применении катализатора дурабед 6 приведены ниже:

пространственные затруднения, процесс алкилирования протекает в более мягких условиях. Так, образование карбокатионов протекает при алкилировании бензола 2-метилпропеном при контакте с 80-90%-ной Я2/5О4, а пропиленом и этиленом — с 96 и 98%-ной H2SO4. Вместе с тем изучение закономерностей алкилирования остается актуальной задачей, так как еще не полностью ясен механизм этой реакции. В частности, ранее предполагали, что при применении катализатора А1С13+НС1 в качестве промежуточного продукта образуются алкилгалогениды:

В случае применения реакторов со стационарным слоем катализатора в качестве носителя применяется активированный уголь. Активность катализатора в значительной степени зависит от типа применяемого активированного угля. Наибольшей активностью обладают катализаторы, приготовленные на углях, имеющих поры разного диаметра. Активность катализатора возрастает с повышением температуры активации угля, но не зависит от времени активации. С повышением температуры процесса различие в активностях катализаторов, приготовленных на разных углях, уменьшается. При применении катализатора в псевдоожиженном состоянии активированный уголь сильно истирается из-за его недостаточной прочности. Поэтому в таких реакторах применяются ацетат кадмия и его смесь с ацетатом цинка, нанесенные на более твердые носители: оксид алюминия или силикагель. Процесс проводят при температуре 160— 220 °С и небольшом избыточном давлении .

Фтористый бор в виде комплексных соединений со спиртами, эфирами и другими кислородсодержащими соединениями рекомендуется для очистки продуктов алкилирования от фторалкилов , которые образуются в реакции алкилирования при применении катализатора HF.

Алкилирование проводилось как описано в общей методике. Начало реакции, как и при применении катализатора BF3-HgP04, требует индукционного периода, который длится 20—30 мин. После этого интенсивность поглощения бутена-2 возрастает, и алкилирование протекает с разогреванием реакционной смеси в отдельных опытах до 50°. Катализатор в процессе комкуется, прилипает к мешалке и стенкам реакционной

Согласно Азингеру при дегидратации высших нормальных первичных спиртов над окисью алюминия при 360—400° получается смесь всех теоретически возможных олефинов нормального строения . Разложение над активной окисью алюминия легко протекает уже при 250°, но 15—20 % спирта остается непрореагировавшим. Даже при этой температуре в значительной мере происходит перемещение двойной связи. Так, из к-доде-цилового спирта получаются главным 1- я 2-додецены, в несколько меньших количествах 3-додецен и примеси 4-, 5- и 6-додеценов. При применении катализаторов слегка кислого характера, например основного сульфата алюминия или окиси алюминия со следами хлористоводородной или кремневой кислот, дегидратация приводит к образованию еще более сложной смеси олефинов.

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.

При применении катализаторов типа Фридель—Крафтса изомеризация парафинов, за исключением бутана, обычно сопровождается побочными реакциями, включающими и разрыв связи С—С. В процессе реакции синтезируются соединения, кипящие либо выше, либо ниже первоначального углеводорода. Реакции перераспределения, проходящие особенно с пентанами или более высокими парафинами, вызываются, очевидно, крекингом изо-парафиновых молекул, которые галоидом алюминия не активируются . По аналогии с реакциями, происходящими в автодеструктивном алкилировании, описываемый процесс является все-таки соединением деалкилирования и алкилирова-ния , которые дают изопарафины более высокого либо более низкого молекулярного веса, чем первоначальный алкан. Возможно, проведением изомеризации под давлением водорода , в присутствии изобутана , ароматики , нафтеновых углеводородов или гетероциклических углеводородов, таких как тиофен , можно свести к минимуму боковые реакции для пентанов и гексанов, но не для геп-танов и более высоких парафинов. Устранение побочных реакций обычно сопровождается замедлением изомеризации, однако, прибавление олефинов уменьшает предохраняющее действие вышеприведенных агентов. Реакции изомеризации проходят через индукционный период; в течение этого времени проходят незначительные реакции перераспределения .

Следует отметить, что при применении катализаторов с начальной за-коксованностью порядка 1—3 % выходы продуктов понижаются менее сильно , чем при использовании малоактивных катализаторов , а распределение водорода в целевых продуктах в первом случае оказывается более благоприятным. Это еще раз служит подтверждением того, что кокс на алюмосиликате в значительной степени выполняет функцию катализатора, как было показано Б. В. Клименком .

Парафиновые углеводороды. В дистиллятных и остаточных фракциях нефти содержатся парафиновые углеводороды как нормального, так и изостроения. Первые, обладая наиболее высоким индексом вязкости , непригодны для смазочных масел из-за высокой температуры застывания и удаляются в процессе депарафинизации. Изопарафиновые углеводороды имеют также очень высокий индекс вязкости и обладают низкой температурой застывания, поэтому являются весьма желательными компонентами масел. Поэтому особое значение в гидрогенизаци-онных процессах производства масел имеет реакция изомеризации парафиновых углеводородов. В мягких условиях, характерных для процесса гидроочистки, эта реакция практически не протекает. Интенсивная изомеризация наблюдается в жестких условиях гидрообработки, характерных для процессов гидрокрекинга и гидроизомеризации, при применении катализаторов с высокой изомеризующей способностью. Поскольку для осуществления реакции требуется достаточно высокая температура , процесс неизбежно сопровождается расщеплением части парафиновых углеводородов с образованием легкокипящих продуктов.

Парафиновые углеводороды. В дистиллятных и остаточных фракциях нефти содержатся парафиновые углеводороды как нормального, так и изостроения. Первые, обладая наиболее высоким индексом вязкости , непригодны для смазочных масел из-за высокой температуры застывания и удаляются в процессе депарафинизации. Изопарафиновые углеводороды имеют также очень высокий индекс вязкости и обладают низкой температурой застывания, поэтому являются весьма желательными компонентами масел. Поэтому особое значение в гидрогенизаци-онных процессах производства масел имеет реакция изомеризации парафиновых углеводородов. В мягких условиях, характерных для процесса гидроочистки, эта реакция практически не протекает. Интенсивная изомеризация наблюдается в жестких условиях гидрообработки, характерных для процессов гидрокрекинга и гидроизомеризации, при применении катализаторов с высокой изомеризующей способностью. Поскольку для осуществления реакции требуется достаточно высокая температура , процесс неизбежно сопровождается расщеплением части парафиновых углеводородов с образованием легкокипящих продуктов.

Увеличение объема производства нефтепродуктов, расширение их ассортимента и улучшение качества в условиях, когда непрерывно возрастает доля переработки сернистых, высокосернистых и высокопарафинистых нефтей, потребовало ускоренного развития вторичных и особенно каталитических процессов. С помощью катализаторов в СССР производится сейчас около 75% всех продуктов химической, нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. Из новых химических процессов на применении катализаторов основано более 90%.

С повышением парциального давления водорода увеличивается скорость гидрирования_ и достигается более полное удаление .серы, азота, кислорода и металлов, а также насыщение непредельных углеводородов, а при еще более высоком давлении и применении катализаторов, вызывающих-деструкцию, снижается также содержание ароматических углеводородов и асфальтенов. Кроме того, высокое парциальное давление водорода уменьшает закоксован-ность катализатора, что способствует увеличению срока его службы. Эти положительные результаты достигаются при увеличении расхода водорода. Целесообразно поддерживать и общее давление, и содержание водорода в циркулирующем газе «а максимально возможном уровне, определяемом ресурсами водородсодержащего газа и экономическими соображениями.

Каталитическая гидрогенизация. Увеличение степени конверсии угля, улучшение состава получаемых жидких продуктов и снижение давления процесса гидрогенизации возможно при применении катализаторов. Последние способствуют передаче водорода от растворителя к углю и активируют молекулярный водород, переводя его в атомарную форму.

Выход различных побочных продуктов даже при применении катализаторов одинакового химического состава и одинаковых методах их получения часто зависит от загрузки катализатора. Как правило, нормальное протекание дегидрохлорирования не сопровождается значительным образованием упомянутых выше побочных продуктов, если проводить реакцию над катализатором, находившемся продолжительное время в употреблении, так как его максимальная активность тогда уже потеряна. Слишком активные катализаторы частично деактивируются вследствие быстрого отложения кокса. Однако во всех случаях они сохраняют свою активность в отношении изомеризации двойной связи.

При применении катализаторов окись алюминия — фосфорная кислота при той же температуре из /^-бутилового спирта сейчас же образовалась смесь бутилена-1 и -2 в приблизительном соотношении 25 : 75.