Главная -> Словарь

Регенерируют катализатор

Реактор лифтного типа показан на рис. 21. Реакционная зона, в которой крекируются свежее сырье и рециркулят, заканчивается зоной форсированного псевдо-ожиженного слоя. Регенерируется катализатор в двухзонном секционированном регенераторе .

Катализаторы и каталитические реакции. Катализатором называют вещество, многократно вступающее в промежуточное химическое взаимодействие с реагентами, не участвующее в стехиомет-рическо'м уравнении реакции, не изменяющее термодинамическое равновесие, но увеличивающее скорость его достижения, т. е. скорость реакции. То, что' катализатор не участвует в стехиометриче-ском уравнении реакции, не означает неизменности его состава и свойств. Под влиянием реагентов, примесей к реагентам, основных и побочных продуктов реакции, температуры катализатор всегда претерпевает физико-химические изменения. До момента, когда в результате медленных изменений свойства катализатора начинают существенно отличаться от начальных, продукты реакции образуются в количествах, в 1000 раз и более превосходящих массу катализатора. Иногда в результате взаимодействия с одним из продуктов реакции свойства катализатора изменяются очень быстро, но при удалении этого продукта он восстанавливает свои первоначальные свойства — регенерируется.

Перед использованием в процессе катализатор восстанавливают азотно-водородной смесью с постепенной заменой азота на водород при температуре 180 С и давлении 29,4 МПа. Параметры процесса гидрирования кислот'в спирты: температура — 240—280 °С; давление — 29,4 МПа; объемная скорость подачи кислот — 0,13—0,15 ч"1. Степень превращения кислот равна 95—98%, селективность— 95—98%. Яды — соединения серы. Срок службы—1500—1800 ч. Катализатор не регенерируется.

Перед использованием в процессе катализатор восстанавливают азотно-водородной смесью при атмосферном давлении и температуре 200 °С с последующей заменой азота на водород и подъемом температуры до 250 °С. Параметры процесса: температура — 230—280 °С; давление — 19,6—29,4 МПа; объемная скорость подачи эфиров — 0,3—0,4 ч"1; объемная скорость подачи водорода — 25 000 ч~1. Степень превращения эфиров — не менее 97%, выход спиртов — не менее 93%. Яды: соединения серы, ртути, галогенов. Катализатор не регенерируется.

Катализатор активируют спирто-воздушной смесью при 80—700 °С. Параметры процесса окисления метанола: температура — 600—750 °С; давление 98 кПа; объемная скорость подачи спирта — 30—32 ч~*. Сырьем является мета-ноло-воздушная смесь с содержанием : метанола — 30—33; воды — 15) кислорода — 8—12. Степень превращения метанола равна 85—86%, селективность — 74,5—75,5%. Ядами для катализатора являются соединения железа, высшие спирты, кетоны, эфиры. Катализатор не регенерируется.

Катализатор выпускается в восстановленной форме. При пуске загруженного катализатором реактора нагрев до рабочей температуры проводится со скоростью 10—15 °С/ч. Параметры процесса синтеза метанола: температура — 320—390 °С; давление — 24,5—39 МПа; объемная скорость подачи сырья — 20 000— 40 000 ч"1. Степень превращения окиси углерода за'один проход равна 15—30%. Ядами являются сернистые соединения, вызывающие обратимое отравление катализатора. Катализатор не регенерируется.

2) расщепление продукта присоединения, причем образуется такой же или изомерный олефин с иным положением двойной связи и одновременно регенерируется катализатор. В приведенных ниже уравнениях А соответствует таким группам:

Необходимость регенерации катализатора связана с отложением на поверхности его углеродистых соединений, которые образуются в результате побочных реакций. Регенерируется катализатор отмывкой водой от остаточной фосфорной кислоты и прокаливанием в струе воздуха при 650° для удаления углеродистых соединений.

После 1 часа контактирования на катализаторе откладывается в среднем около 2% углерода к весу катализатора. Регенерируется катализатор воздухом или дымовыми газами, разбавленными воздухом.

Регенерируется катализатор продувкой реактора перегретым водяным паром при температуре контактирования и в отсутствие углеводородного питания. В этих условиях пар реагирует с углеродом, отложившимся на катализаторе, с образованием окислов углерода и водорода. Иногда в производственных условиях катализатор не регенерируется полностью и на поверхности катализатора остается некоторое количество кокса.

Механизм окисления нафталина, очевидно, заключается в образовании лакообразных промежуточных соединений первичных продуктов окисления нафталина с частично восстановленной пятиокисью ванадия. При расщеплении этого соединения в присутствии кислорода воздуха образуется фталевый ангидрид и регенерируется катализатор . Эту теорию под-

Чем выше равновесная актатность катализатора, тем более глубоким изменениям подвергается сырье при сохранении постоянными остальных условий процесса крекинга. Если при этом крекинг сырья протекает слишком глубоко, то понижаюг температуру в зоне крекинга, увеличивают количество пропускаемого через реактор сырья или принимают другие меры, приводящие к желательным результатам. Наоборот, если активность катализатора недостаточна, то повышают температуру в реакторе, усиливают циркуляцию катализатора, глубже регенерируют катализатор и т. д. Однако необходимо иметь в виду, что при недостаточной активности катализатора регулирование глубины превращения сырья только путем изменения этих факторов может привести к снижению выхода целевых продуктов и ухудшению экономических показателей работы установки.

Алюмосиликатные катализаторы характеризуются высокоразвитой пори-' стостью. На активных центрах внутренней поверхности и протекают реакции каталитического крекинга. В результате реакций перераспределения водорода между продуктами разложения и продуктами уплотнения последние отлагаются в виде кокса на внутренней поверхности катализатора, активность которого падает. Регенерируют катализатор, подавая воздух на горячий отработанный катализатор; в результате отложения кокса сгорают, а регенерированный катализатор возвращается в реактор.

Техническая кислота содержит 97—99 % основного вещества. Из кубового остатка регенерируют катализатор. Выход уксусной кислоты 90 % теоретического, расход катализатора 0,5 кг на 1 т кислоты. Побочные продукты—метилацетат и этилидендиацетат—применяются в качестве лаковых растворителей.

Оксидат после завершения реакции и охлаждения до 80—90 °С спускают в отстойник 5, где отделяют катализаторный шлам, из которого регенерируют катализатор. В колонне 6 водой, стекающей из колонны 3, отмывают оксидат от низших, водорастворимых кислот. Затем его обрабатывают водным раствором соды в омы-литсле 7, переводя свободные кислоты в соли

Эта форма катализатора способна к прямому окислению циклогек-оана или промежуточных продуктов его окисления, которое протекает более селективно, чем обычный радикально-цепной процесс. Сообщается, что при 80—90%-ной степени конверсии циклогексана достигается 70—75%-ная селективность по адипиновой кислоте. Окисление ведут в барботажной колонне; из реакционной массы затем отгоняют непревращенный циклогексан, уксусную кислоту и образовавшуюся воду. Воду выводят из системы, а циклогексан я уксусную кислоту возвращают на окисление. На следующей установке разделения отгоняют побочные вещества и регенерируют катализатор; адипиновую кислоту направляют на очистку.

Фосфорная кислота — более слабы:" катализатор в сравнении с серной кислотоиГВ ее присутствии реакция протекает при повышенных температурах практически без образования побочных продуктов и смолы. Кислота после регенерации используется повторно. Процесс алкилирования бензола олефинами проводят при температуре 473 К и давлении 2,8—4,2 МПа. Срок службы катализатора в таких условиях — 3 года. Ядами катализатора являются органические соединения азота, нейтрализующие кислоту, и кислород, вызывающий отложение смолистых веществ на поверхности. Для предотвращения дегидратации и дезактивации катализатора в реакционную смесь добавляют небольшое количество воды или изопро-пилового спирта. Регенерируют катализатор обработкой три-этилфосфатом, растворенным в бензоле. Для продления срока службы катализатора реакционную смесь предлагается пропускать над слоем аморфного кристаллического алюмосиликата.

Окислительную регенерацию непосредственно в каталитических реакторах используют как для катализаторов, стабильно работающих без регенерации в течение нескольких месяцев , так и для катализаторов, теряющих свою активность из-за закоксовывания в течение нескольких минут . В первом случае весь реакторный блок периодически переводят на режим окислительной регенерации. Для быстрокок-сующихся катализаторов включают несколько параллельно работающих реакторов: в одном реакторе осуществляют каталитический процесс, в другом в это время регенерируют катализатор; затем режимы работы аппаратов меняют.

Сырьем для производства ароматических углеводородов 1 служат нефтяные фракции бензола , толуола и ксилолов . С целью облагораживания бензина каталитическому риформингу подвергают фракцию 85— 180 °С. Объемная скорость подачи сырья для платинового катализатора 1—5 ч~', для всех остальных 0,5—1,5 ч-1. Регенерируют катализатор при 450—500 °С инертным газом, содержащим не более 1,5% объемн. кислорода '{52))).

Нары продуктов охлаждаются и конденсируются в холодильнике 6, конденсат собирается в приемнике 8, газ замеряют счетчиком 7; часть газа отбирают на анализ. Опыт продолжается от 30 мин до 1 ч. По окончании опыта реактор продувают в течение 15 мин азотом для удаления с поверхности катализатора адсорбированных углеводородов, затем температуру поднимают до GOO— 05041 и регенерируют катализатор воздухом в течение 4—G ч. Конец регенерации устанавливают, как обычно, по отсутствию С02 в газе регенерации. Подачу воздуха в низ электропечи и реактора, а также азота на продувку замеряют реометрами.

В процессе хайдил используют, по-видимому, алюмо-кобальтмолибденовый катализатор. Он не отравляется сернистыми соединениями, непредельными углеводородами и водой. Регенерируют катализатор каждые 3—4 месяца. Гидродеалкилирование толуола проводят при 600—650 °С, 3,5—4 МПа , около 0,5 ч"1; парциальное давление водорода примерно 3 МПа .

В общем случае алкилирование фенола олефинами осуществляется в несколько стадий. На первой стадии образуется смесь алкилфе-нола, побочных продуктов реакции и непрореагировавших веществ; обрабатывая эту смесь, получают сырой алкилфенол. В дальнейшем из него удаляют катализатор и отгоняют непрореагировавший фенол, олефины и низкомолекулярные алкилфенолы. Качество и выход алкилфе-нола зависят от состава сырья и типа используемого катализатора. Широко используемым в промышленности катализатором ал-килирования, обеспечивающим непрерывность процесса, является катионообменная смола КУ-2. Она представляет собой сульфированный сополимер стирола и дивинилбензола и обладает высокой каталитической активностью и селективностью. При ее использовании получается алкилат высокого качества и исключается стадия водной промывки катализатора для удаления алкилата, сопровождающаяся образованием фенолсодержащих сточных вод.