Главная -> Словарь

Стабильность катализаторов

Исследования показали, что при гидрировании метиловых эфиров кислот С7—С9 достигается большая селективность процесса по сравнению с гидрированием бутиловых эфиров. Это явление можно объяснить большей летучестью метиловых эфиров, которые при гидрировании интенсивно переходят в паровую фазу, имеют меньшую продолжительность контакта с катализатором, а потому п меньшую степень глубоких превращений с образованием углеводородов — крайне нежелательных примесей к спиртам. Применение метиловых эфиров обеспечивает уменьшение выхода кубовых остатков и связанную с этим фактором большую стабильность катализатора.

Итак, существует оптимальное соотношение концентрации водорода и углеводорода на поверхности катализатора, при котором устанавливается равновесие между процессами регенерации поверхности катализатора водородом и адсорбционным вытеснением молекул углеводорода водородом с поверхности катализатора и ограничением протекания'побочных реакций. Определение области оптимального соотношения очень важно для выбора технологических параметров процесса, определяющих активность, селективность и стабильность катализатора. Нами было показано, что в случае осуществления реакции изомеризации и-гексана на HF — SbF5 с увеличением парциального давления водорода скорость реакций гидрокрекинга и диспропорционирования н-гексана снижается, одновременно несколько снижается и скорость его изомеризации .

Описанные способы нанесения платины позволяют изменить глубину проникновения платины в объем гранулы от десятой доли миллиметра до нескольких миллиметров. Тем самым регулируется толщина периферийного слоя, содержащего платину, и концентрация платины в нем, а также активность, селективность и стабильность катализатора в различных реакциях. В реакциях гидрирования бензола и изомеризации н-гек-сана активность этих типов катализаторов значительно возрастала при равномерном распределении платины на грануле оксида алюминия, одновременно возрастала и дисперсность платины .

Несмотря на большую глубину изомеризации „за проход", позволяющую при переработке пентан-гексановой фракции получать изомеризат с октановым числом 89—90 , специфическая технология, особенности аппаратурного оформления, недостаточная стабильность катализатора, вызывающая необходимость его непрерывной регенерации, сдерживает внедрение этих процессов в промышленность. Изомеризация н-бутана на этих катализаторах не происходит .

Рис. 3.8. Влияние серы на активность и стабильность катализатора Pt - М2 О3 - С1 в реакции изомеризации н-пентана:

Скорость реакции изомеризации парафиновых углеводородов возрастает с увеличением парциального давления углеводорода и уменьшается с увеличением парциального давления водорода. Для каждого углеводорода и катализатора установлено оптимальное соотношение этих величин, обеспечивающее вместе с другими рекомендованными параметрами процесса достигнутую глубину изомеризации и стабильность катализатора во времени.

Стабильность катализатора характеризует способность его сохра-

Ниже в таблице для примера приведены данные, характеризующие стабильность катализатора КР-108 при двух уровнях хлора: нормальном 1,03 % мае. и низком - 0,4 % мае. при испытании в жёстких условиях с получением катализата с октановым числом 88-89 пунктов, ММ.

Начальная активность катализатора АП-64 в обоих опытах одинакова - 500°С. Однако, стабильность различается коренным образом. В жёстком режиме катализатор, запущенный по нетрадиционному методу проработал 281 час, а в традиционном варианте - 162 часа. При этом октановое число риформата в нетрадиционном варианте выше на 0,4 пункта. В результате компенсационный подъём температуры был в 1,7 раза ниже - 2,22°/сутки против 3,85°/сутки. Опыты, кроме того, различаются по концентрации водорода. В нетрадиционном варианте она выше: на 1% об. начальная и на 3% конечная. В результате скорость снижения за время пробега ниже в 1,5 раза. Аналогично лучше и скорость снижения выхода катализата - также в нетрадиционном варианте она ниже в 1,5 раза.

Пуск по нетрадиционному варианту отличается повышенной активностью катализатора - на 7° лучше, чем в традиционном. Стабильность катализатора выше в 1,69 раза - О,74°/сутки против 1,25°/сутки. Концентрация водорода выше на 2% об., на 0,7% мае. выше выход катализата, а скорость его снижения ниже в 1,77 раза.

По невыясненной причине активность катализатора в нетрадиционном варианте ниже на 11°С. Однако его стабильность оказалась уникальной. После 612 часов работы опыт был остановлен из-за нехватки рабочего пилотного времени. Стабильность катализатора оказалась в 4 раза более высокой, чем при применении традиционного способа. При этом концентрация водорода в ВСГ и выход риформата были занижены по причине высокой температуры в реакционной зоне и повышенного, вследствие этого, крекинга.

Оксид алюминия — материал, которому можно придать заданную поровую структуру, поддается формовке с получением желательной формы и размеров гранул, достаточно термически устойчив и механически прочен. Он характеризуется способностью к стабилизации высокой дисперсности активного компонента, обеспечивая тем самым высокую активность и стабильность катализаторов.

Влияние содержания и способа внесения металлического компонента на активность, селективность и стабильность катализаторов. Декатиони-рованные и поликатионные формы цеолита типа фожазит обладают некоторой активностью в изомеризации парафиновых углеводородов в отсутствие металлов, но при температурах на 60-100 °С выше, чем в их присутствии. Декатионированная и некоторые катионные формы морденита обладают высокой начальной активностью в реакции изомеризации нормальных парафинов в присутствии водорода, однако в отсутствие металла активность их быстро снижается. Введение платины до оптимального содержания в цеолит типа фожазит приводит к линейному увеличению выхода изопарафиновых углеводородов . Введение платины в Н-морденит несколько уменьшает его активность, но увеличивает селективность и стабильность.

Рис. 2.16. Влияние содержания платины на стабильность катализаторов в реакции изомеризации н-бутана.

Стабильность катализаторов выражается в их устойчивости к воздействию различного рода отрицательных технологических факторов и сохранении в течение длительного времени эксплуатации активных свойств. Для оценки этого показателя качества создают условия для ускоренного старения катализаторов и затем определяют остаточную активность, по которой и судят о стабильности.

Эксперименты выполнялись по специальной методике, позволяющей оценить одновременно активность, селективность и стабильность катализаторов . Основные парметры испытаний были следующими:

В качестве дополнительных критериев, оценивающих стабильность катализаторов, использовали:

Кроме того, в условиях риформинга протекают реакции, оказывающие существенное воздействие на активность и стабильность .катализаторов; к, ним относятся реакции, приводящие к образованию кокса на"катализаторё,. а также реакции гидроразложения сернистых, азотистых и хлорсодержащих соединений.

На основании данных, представленных в табл. 4, можно определить относительную стабильность катализаторов:

5.1.2. Термическая стабильность катализаторов крекинга................. юб

5.1.2. Термическая стабильность катализаторов крекинга

Puc. 6.13. Активность и стабильность катализаторов Р1/А12