Главная -> Словарь

Поддержания концентрации

На основе данных по изучению гидродинамики движения двухфазного потока в стационарном слое многие исследователи пришли к выводу о целесообразности осуществления контакта газожидкостного потока с катализатором в условиях восходящего прямотока. Основанием этому послужили следующие экспериментально установленные факты: а) двухфазный восходящий поток по сравнению с нисходящим обеспечивает более глубокое превращение гетероатомных соединений и лучшую селективность ; б) обеспечивается увеличение объема жидкости, удерживаемой слоем, что ведет к более продолжительному контакту сырья с катализатором и улучшению распределения жидкости по слою ; в) достигается более высокий эффект смывания смолис-тоасфальтеновых веществ с наружной поверхности катализатора, что обеспечивает возможность поддержания активности на более высоком уровне, а скорость падения ее в начальной стадии процесса ниже ; г) коэффициент массопередачи от газа к жидкости выше вследствие того, что при восходящем потоке можно обеспечить более эффективный пенный режим течения в слое ; д) более равномерно распределяются микропримеси сырья по высоте слоя, что снижает вероятность закупорки входного слоя ; е) улучшается регулирование температуры при экзотермических реакциях .

Указанные особенности представленного метода обработки результатов эксперимента ограничивают возможности использования упрощенной модели для расчетной проверки показателей работы катализатора на различных режимах. Однако при наличии результатов экспериментальной проверки того или иного режима в кратковременном опыте можно рассчитать константы дезактивации и интерполировать результаты вплоть до полной отработки катализатора. Тем самым можно получить данные по продолжительности срока службы катализатора и режиму подъема температуры для поддержания активности катализатора на уровне заданной степени удаления серы.

Кроме временной потери активности в результате отложения кокса, наблюдается также необратимая потеря активности катализатора, объясняемая загрязнением катализатора, перегревом его и другими причинами. Часть катализатора измельчается и уносится потоками продуктов реакции и газов регенерации. На заводских установках для восполнения потерь и поддержания активности катализатора в циркулирующий поток его добавляется свежий катализатор.

Поддержание достаточно высокой активности катализатора на установках каталитического крекинга имеет первостепенное значение. В отдельных случаях в целях поддержания активности катализатора на требуемом уровне часть «равновесного» катализатора периодически выводят из системы и заменяют свежим. Надо всегда помнить, что при недостаточной активности катализатора снижается глубина превращения. Глубину превращения сырья можно увеличить повышением температуры и давления, усилением циркуляции катализатора и уменьшением объемной скорости . Однако при недостаточной активности и избирательности катализатора регулировка режима только путем изменения этих факторов процесса может привести к снижению производительности и ухудшению экономических показателей работы установки.

Этилен' и сухой бензол подаются в полый реактор колонного типа, где они контактируют с катализатором в виде жидкого комплекса при температуре около 95°. Время реакции рассчитано так, чтобы этилен почти полностью прореагировал - Для обеспечения хорошего перемешивания газообразный этилен вводится в низ реактора. Промотор катализатора вводится в небольших количествах с этиленом в виде хлористого этила, а для поддержания активности в ходе реакции добавляют А1С13. С целью регулирования теплового режима можно, поддерживая давление около 2 кг/см2 по манометру, через верх колонны удалить непрореагировавший бензол и небольшие количества ожиженного газа, а затем сконденсированный бензол вновь направить в реактор.

Для легкого углеводородного сырья саморегенерация способна обеспечивать поддержание активности на высоком уровне в течение длительного времени . При переработке более высокомолекулярных углеводородных фракций существенно возрастает скорость образования коксовых отложений, в то время как скорость саморегенерации остается прежней, что приводит к накоплению отложений на катализаторе и к снижению^го активности. Например, при переработке на железохромкалйёвом катализаторе фр. 85"С-к.к. риформата выход кокса составляет 0.3-0.6% , керосиновой фракции и атмосферного газойля — 0.9-1.2% , вакуумного газойля туймазинской нефти — 2.1-3.2 % . Для поддержания активности железохромкалиевого катализатора при переработке

Для поддержания активности постоянной в течение времени, поверхность катализатора периодически смачивалась 1 %-ным раствором едкого натра. Границы условий, при которых играют роль внешняя диффузия и теплопередача, находили из опытов, измеряя степень превращения меркаптана при различных линейных скоростях потока.

Однако для внедрения процесса изомеризации есть одно существенное ограничение: температура конца кипения исходного сырья не должна превышать 70°С. Это ограничение связано с необходимостью поддержания активности, селективности и стабильности применяемых катализаторов.

Влияние воды. Высокое содержание воды в сырье не только ухудшает кислотную функцию катализатора , но и вызывает дополнительную коррозию оборудования. Для поддержания активности катализатора к сырью можно добавлять галоиды . Для удаления воды из этих газов используют молекулярные сита. Влияние неорганических примесей. Производные свинца и мышьяка, присутствующие в сырье, - сильные каталитические яды. Наличие свинца может быть обусловлено различными причинами, например использованием общего трубопровода для сырья и товарного этилированного бензина. Соединения свинца не удаляются из сырья даже при гидроочистке, и он, накапливаясь на катализаторе дезактивирует его. Платиновые катализаторы, содержащие 0,5% свинца и более, уже не удается полностью активировать при регенерации. При последующей регенерации дезактивация алюмоплатинового катализатора еще более ускоряется, и катализатор становится непригодным. Что же касается соединений мышьяка, то они полностью удаляются при гидроочистке /5/.

Катализатор, содержащий хлор, лучше удаляет азот, чем обычные никелевые, молибденовые и вольфрамовые катализаторы. Из сырья с 0,315% азота и 0,888% серы удалено до 95% азота. Азот выделяется в виде NH4C1. Для поддержания активности катализатора добавляется газообразный хлористый водород в отношении С1 : N = 9,4

Для поддержания активности катализатора в реакторы подается небольшое количество дихлорэтана, растворенного в рифор-мате .

схема г, при содержащий бензола менее 10% становится выгод/ной схема в в линик всасывания компрессора постоянно подается свежий водородсодер жащий газ. Часть циркуляционного газа отдувается в общезавод скую сеть. При необходимости предусматривается возможность по вышения давления отдуваемого газа дожимными компрессорами,

100%-ной HF на 1 моль полимера для поддержания концентрации HF в 79%

Второй метод поддержания концентрации кислоты выше значения я основан на применении такого избытка кислоты, чтобы образовавшаяся вода не вызывала ее чрезмерного разбавления. Этот метод прост, поскольку не требуется никакой перегонки, а выходы в,илиее непрерывно удаляют .

В процессе работы катализатор теряет хлор вследствие вымывания остаточной влагой, содержащейся в сырье и циркулирующем водородсодер-жащем газе. Для поддержания концентрации хлора проводят хлорирование катализатора - в сырье постоянно подают хлорорганические соединения, которые разлагаются с выделением хлора.

Для поддержания концентрации водорода производится подпитка свежим водородом, а часть циркуляционного газа отдувается в колонне 12. Отдуваемый газ после подогрева поступает в стабилизационную колонну 9 с целью снижения парциального давления паров нефтепродуктов. В стабилизационной колонне из очищаемого продукта удаляются углеводородные газы, отгон, вода.

Процесс «Monsanto—Lummus» позволяет осуществлять жид-кофазную реакцию алкилирования . Присутствие катализатора в виде отдельной фазы ограничивает температуру проведения этой сильно экзотермической реакции—130°С, так как при более высоких температурах комплекс катализатора разрушается и быстро теряет активность. Кроме того, более высокие температуры благоприятствуют образованию He-ароматических и конденсированных ароматических веществ, которые являются основными и хорошо растворяются в кислом катализаторе. Однофазная реакционная система позволяет избежать этих нежелательных процессов и повысить температуру реакции до 140—200 °С, что снижает издержки на отвод тепла. Наибольшие выходы достигаются при использовании сырья высокой чистоты и при содержании в реакционной системе этилена не более 50%. Гомогенность системы достигается путем тщательного контроля условий реакции и поддержания концентрации А1С13 в пределах растворимости. В настоящее время фирма Lummus проектирует завод, который будет использовать разбавленный поток этилена в качестве сырья.

Промышленные испытания. Одно из катионоактивных веществ было подвергнуто промышленным испытаниям на установке алкилирования на нефтеперерабатывающем заводе в Бейтауне. Были проведены параллельные испытания на двух реакторах, работающих на одинаковом сырье и загруженных свежей кислотой. Первоначально добавку активного вещества вводили в линию рецирку-лирующей кислоты реактора / так, чтобы быстро довести концентрацию добавки до рабочей, а затем скорость подачи снижали и добавляли лишь то количество, которое необходимо для поддержания концентрации добавки на постоянном уровне. Через 11 суток концентрацию добавки удвоили, а через 19 суток введение добавки переключили на реактор 2.

Результаты показывают, что для поддержания концентрации га-ксилола в составе получаемых ароматических углеводородов С8

центрации этилбензола в сырье, поступающем в реактор, содержание этилбензола в сырье комплекса не должно превышать 5,5—6,5 вес. %. Если комплекс установок сооружается по схеме а , то для поддержания концентрации этилбензола 5,5—6,5 вес. % в сырье отбор этилбензола на установке выделения 1 должен составлять от 60 до 80%, в зависимости от состава исходного сырья.