Главная -> Словарь

Разрушение катализатора

Уравнение Бингама относится к идеальному случаю, при кото--ром дисперсная система после преодоления сопротивления сдвига, т. е. после разрушения структуры, сразу же начинает вести себя как ньютоновская жидкость, и при этом вязкость ее становится-независимой от движущего усилия. В действительности лишь очень немногие дисперсные системы приближаются к этому идеальному случаю. В большинстве же реальных дисперсных систем практически независимость вязкости от приложенного к жидкости усилия наступает лишь при применении больших усилий, а при меньших усилиях наблюдается только аномалия' вязкости. Для некоторых других дисперсных систем, например для систем с высокой истинной вязкостью жидкой среды и при относительно небольшой концентрации дисперсной фазы, можно наблюдать только аномалию вязкости, но при отсутствии предель--ного напряжения сдвига . Иными словами, эти дисперсные системы, характеризующиеся аномалией вязкости,, способны проявлять подвижность при самых малых усилиях.

Большое значение имеет и график подъёма температуры. Так как при давлении 5-7 кг/см2 температура кипения воды находится в интервале 180-197°С, то во избежание разрушения структуры носителя скорость подъёма температуры до 250°С не должна превышать 20°/час. Выпаренная из катализатора вода не сразу доходит до сепаратора. Вначале она накапливается в холодных участках теплообменной и захолаживающей аппаратуры, и только после её прогрева попадает в сепаратор. Обычно наиболее интенсивное дренирование воды из сепаратора наблюдается в интервале температур в реакторах

Для ньютоновской системы константа а=1, для неньютоновской она отличается от единицы и тем больше, чем значительнее отклонение от простого вязкого течения. Таким образом, константа а может быть мерилом аномалии вязкости . Аномальность состоит в том, что течение структурированного тела начинается лишь тогда, когда напряжение -сдвига превысит некоторое критическое значение, необходимое для разрушения структуры. После этого вязкость системы при-лимает постоянное значение сразу же или постепенно, как показано на рис. 4.

Масло с неразрушенной структурой имеет значительно большую вязкость, чем после ее разрушения . Если понизить вязкость такого масла путем разрушения структуры, то в спокойном

Цеолиты составляют многочисленную и очень важную группу пористых веществ, кристаллические решётки которых пронизаны сеткой пересекающихся каналов. В связи с этим цеолиты могут образовывать соединения включения с различными молекулами, как неорганическими, так и органическими. Вследствие различных размеров и формы каналов цеолиты находят применение как селективные сорбенты и молекулярные сита, а также как селективные ионообменники , т. е. позволяют разделять сложные смеси на группы компонентов ло форме и размерам молекул. Цеолиты — минералы, способные к катионному обмену и прочному удерживанию воды. При нагреве они выделяют поглощенную воду без разрушения структуры ,. .Молекулярно-ситовые свойства цеолитов известны с 1925 г., когда 'была открыта способность минерала шабазита к избирательной адсорбции . Кроме того, природными цеолитами являются фоязит, модернит, гме-линит, гейландит и другие, однако месторождения их редки и небогаты. В связи с этим большое внимание уделяется производству синтетических цеолитов. Первая работа по получению и использованию синтетических цеолитов, выполненная Р. М. Барре-ром , относится к 1948 82 000

Многие нефти, а также некоторые масла при охлаждении до определенной температуры образуют коллоидные системы в результате кристаллизации или коагуляции части входящих в них компонентов. В этом случае течение жидкости перестает быть пропорциональным приложенной нагрузке из-за образовавшейся внутри жидкости структуры коагулированных частиц какого-то компонента . Вязкость таких систем носит название структурной. Для разрушения структуры требуется определенное усилие, которое называется пределом упругости. После разрушения структуры жидкость приобретает ньютоновские свойства, и ее течение становится вновь пропорциональным приложенному усилию.

Этим самым предотвращают разрушение катализатора жирными кислотами и коррозию аппаратуры. В качестве катализатора применяют медно-цинковый контакт и работают при 260° и 200 ат давления водорода.

Кроме указанных случаев , выключение реактора может быть вызвано и рядом других причин. Некоторые из этих причин связаны непосредственно с работой самого реактора . Другими причинами выключения могут быть повышенное содержание кокса на регенерированном катализаторе, прекращение подачи воды в змеевики регенератора или их разрыв, прогар трубы в печи, слишком сильное разрушение катализатора или нарушение его циркуляции и длительная посадка дозеров. Во всех этих случаях реактор выключается обычным порядком .

Тепло, выделяющееся при синтезе из окиси углерода и водорода, может быть эффективно снято непосредственным теплообменом между реакционной смесью и маслом, циркулирующим через стационарный слой железного катализатора. В ходе первоначальных исследований по съему тепла маслом , проводившихся в Германии фирмой И. Г. Фар-бениндустри и в США Горным бюро, были выявлены некоторые трудности при осуществлении такого процесса. Эти трудности связаны со спеканием частиц катализатора, что в свою очередь вызывало неравномерное распределение тока газа и жидкости в слое катализатора, перегревы, повышение сопротивления и перепада давления, разрушение катализатора. Эти осложнения частично были преодолены путем повышения линейной скорости охлаждающего масла, достаточного для обеспечения легкого непрерывного движения каждой гранулы железного катализатора .

При механическом, либо пневматическом перемещении катализатора в системах, последний в случае низкой механической прочности подвергается разрушению. Разрушение катализатора ведет к ухудшению его циркуляции в системе и повышенному расходу. Следовательно механическая прочность является важной характеристикой катализатора. Механическая прочность характеризуется индексом механической прочности, который указывает на^весовой процент катализатора. о.ст_ающе~. хося неизмельченным в условиях испытания. ^ Метод испытания механической прочности катализатора основан на определении количества пыли и крошки, образующихся во время проведения опыта.

Ведение циркуляции катализатора в системе с применением пневмотранспорта дает возможность значительно повысить кратность циркуляции катализатора. Однако следует иметь в виду, что в пневмоподъемнике разрушение катализатора сильнее, чем в механическом подъемнике: при больших скоростях движения катализатора происходит столкновение частиц последнего и удары их о стенкн подъемника.

Таким образом, в гетерогенном катализе окисления меркаптанов, во-первых, исключается разрушение катализатора в щелочной фазе, во-вторых, поверхность раздела фаз, где протекает реакция окисления, образуется развитой поверхностью носителя катализатора, а не интенсивным перемешиванием фаз, как в случае гомогенного катализа. Очевидно, что механизм реакции окисления высокомолекулярных меркаптанов на гетерогенном катализаторе не будет сильно отличаться от механизма гомогенного окисления, поэтому в этом разделе работы основное внимание будет уделено рассмотрению технологических аспектов процесса демеркаптанизации дистиллятов нефти.

Показатели работы оборудования. Реакторы. На многих установках, особенно в первые два года эксплуатации, имеет место возрастание перепада давления на реакторах. Обычно повышенный перепад давления в этот период вызван выносом грязи и окалины из трубопроводов циркуляционной Системы из-за недостаточной продувки трубопроводов перед пуском. Несоблюдение режима сушки катализатора и частые остановки технологической установки вызывают некоторое разрушение катализатора с образованием катализаторной пыли, которая усугубляет рост перепада давления в реакторах.

На некоторых предприятиях для регенерации катализатора используется инертный газ с повышенным содержанием двуокиси углерода и наличием адсорбированного водорода. Присутствие СО2, влаги и адсорбированного водорода при температурах выше 100 °С ухудшает дисперсность платины. Часто из-за низкой механической прочности катализатора в его слое возникают избирательные потоки, которые влекут за собой пережог и разрушение катализатора с образованием пыли. При эксплуатации на режиме реакции катализаторная пыль и частички кокса выносятся газопродувкой смесью в систему, где оседают главным образом в тепло-обменной аппаратуре и змеевиках печей.

С целью определения узлов установки, вызывающих повышенное разрушение катализатора, а также для установления некоторых закономерностей расходования катализатора нами был проведен специальный анализ работы одной из установок. Были определены следующие потери катализатора: 1) выводимого из пылевых карманов сепараторов Р-4 и Р-4А; 2) уносимого транспортирующим агентом через трубу сепараторов Р-4 и Р-4А; 3) уносимого дымовыми газами через трубу регенератора. Потери катализатора при уносе его парами нефтепродуктов в колонну относительно невелики. При хорошем состоянии установки потери катализатора через неплотности аппаратуры также ничтожны и могут не учитываться.

Из изложенного выше можно заключить, что основная причина снижения активности катализатора в промышленных установках — перегрев частиц катализатора при регенерации. Однако такое объяснение может быть принято лишь при концентрации кокса на активных частицах достаточно высокой для того, чтобы вызвать спекание и разрушение катализатора при обычной температуре регенерации.

При исследовании кинетики прямого гидрогенолиза глюкозы (((33} отмечено, что увеличение концентрации глюкозы в растворе сопровождается возрастанием адсорбции глюкозы на поверхности катализатора, и это может приводить к образованию кислот и отравлению катализатора, как и в случае водородного голодания. Кроме того, при малом времени контакта меньше и механическое разрушение катализатора. Все это позволяет рекомендовать при прямом гидрогенолизе углеводов их концентрацию в пределах 10—15%.