Главная -> Словарь

Температуры катализатора

Зависимость скорости окисления парафина от температуры

температуры .

То, что катализатор не участвует в стехиометрическом урав — нении реакций, не означает абсолютной неизменности его состава и свойств. Под влиянием реагентов, примесей, основных и побочных продуктов реакций, циркуляции и температуры катализатор всегда претерпевает физико — химические изменения. В этой связи в про — мышленных каталитических процессах предусматриваются операции замены, периодической или непрерывной регенерации катализатора.

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.

Рис. 71. Зависимость глубины обессеривания фракции дизельного топлива от объемной скорости подачи сырья и температуры .

Однако на всех известных авторам промышленных установках дегидрирования алканов применяются катализаторы типа алюмохромового. Катализаторы этого типа используются в процессах «Гудри» и «Филлипс». В процессе «И. Г. Фарбениндустри» катализатор также состоит из окиси алюминия с 8% окиси хрома и 1—2% окиси калия. По литературным данным .добавление таких компонентов, как окись калия, окись магния, окись бериллия, повышает стабильность в отношении сохранения большой удельной поверхности. Однако они могут изменять степень окисления, а следовательно, и активность окиси хрома . При процессе дегидрирования фирмы «Гудри» для увеличения общей теплоемкости слоя в реакторе и, таким образом, уменьшения колебаний температуры катализатор можно использовать в сочетании с такими зернистыми материалами, как плавленый корунд •{окись алюминия). Выбор твердых теплоносителей требует тщательного предварительного анализа; они должны быть каталитически инертными и обладать необходимыми физическими свойствами.

свойств. Под влиянием реагентов, примесей, основных и L продуктов реакций, циркуляции и температуры катализатор претерпевает физико-химические изменения. В этой связи в пр ленных каталитических процессах предусматриваются операц. мены, периодической или непрерывной регенерации катализатс

катализатор и реагирующее вещество, определенные для данной температуры и не зависящие от VQ и у.

Рис. 12. Зависимость конверсии кислорода от линейной скорости потока реагентов н от температуры реакции. Циркуляциоиио-проточиая установка; катализатор — нарезанная серебряная проволока 0,5X1.0 мм.

То, что катализатор не участвует в стехиометрическом уравнении реакций, не означает абсолютной неизменности его состава и свойств. Под влиянием реагентов, примесей, основных и побочных продуктов реакций, циркуляции и температуры катализатор всегда претерпевает физико-химические изменения. В этой связи в промышленных каталитических процессах предусматриваются операции замены, периодической или непрерывной регенерации катализатора.

Попадание катализатора в систему и резкий рост перепада давления, возможны также при образовании трещин во внутренней трубе, ее разгерметизации или при необеспечений герметичности в месте перехода - внутренней трубы в нижний штуцер реактора. В период подъема температуры катализатор попадает в систему вывода газопродуктовой смеси, в трубопроводы, ' теплообменники, загрязняя и создавая повышенный перепад давления в трубах и аппаратах.

В зонах сжигания температура катализатора повышается, а в зонах охлаждения понижается. Кривая изменения температуры катализатора в регенераторе имеет зигзагообразный вид, так как за нагревом катализатора следует его охлаждение, затем снова

Начав циркуляцию катализатора, приступают к его постепенному прогреву. В первый период циркуляции температура воздуха, подаваемого в пневмоподъемники, поддерживается на уровне 180—200° во избежание конденсации влаги и поглощения ее катализатором. Такую температуру воздуха поддерживают до установления постоянной температуры циркулирующего катализатора в аппаратуре. После прекращения подъема температуры катализатора продолжают циркуляцию его еще 2 часа при той же температуре воздуха .

Кроме подогрева катализатора подаваемым в пневмоподъемники воздухом, дополнительно прогревают катализатор в самом регенераторе. Для этого зажигают форсунки в топке под давлением, включают воздуходувку, питающую воздухом регенератор, и горячими продуктами сгорания топлива прогревают катализатор. Дополнительный прогрев катализатора в регенераторе начинают вести при достижении температуры катализатора в аппаратуре 120—130°.

К горячей циркуляции следует приступать при достижении температуры катализатора в системе не менее 200—250°. Когда температура сырья внизу колонны достигнет 130—150°, подъем температуры прекращают и дают выдержку при этой температуре в течение времени, необходимого для полного испарения воды, находящейся в системе. После этого продолжают нагрев сырья. Конец испарения воды определяется по прекращению шума в колонне и повышению температуры верха колонны выше 100°.

ный период пуска установки циркуляцию катализатора поддерживают на 10—15% ниже эксплуатационной. Это необходимо для увеличения времени пребывания катализатора в регенераторе и облегчения регенерации первых порций закоксованного катализатора, поступающих в регенератор при низкой температуре. Пониженная циркуляция катализатора продолжается до момента повышения температуры катализатора на входе в регенератор до 425—430° .

а вверху распределителъ_д.аталиаатора. Опускаясь, катализатор эоходит попеременно зоны сжигания и зоны охлаждения. В нервы температура катализатора повышается, а во вторых понижается; кривая изменения температуры катализатора по высоте регенератора имеет зигзагообразный вид.

вносимого в реактор тепла зависят от объема поступающего в него 'и единицу времени катализатода. При прочих одинаковых условиях чёйГвыше Интенсивность циркуляции катализатора между регенератором и реактором, тем большее количество тепла вводится в последний. В результате этого средняя температура в крекинг-зоне повышается, что в свою очередь способствует более глубокому превращению сырья. Логда это необходимо? средняя температура в реакторе может быть сохранена прежней или путем измвр нения степени предварительного нагрева сырья, или путем понижения температуры катализатора на выходе его из регенвг ратора.

Газы, отводимые с верха регенератора по линии 11, поступают в дымовую трубу. Ответвленный поток этих газов используется для продувки катализатора , направляемого в отвеи-ватель из бункера-сепаратора 7. В нижней половине регенератора расположены четыре секции охлаждающих змеевиков, которые служат для регулирования температуры катализатора и производства водяного пара давлением 42 ати.

Для борьбы с догоранием окиси углерода в верхней части регенератора разбрызгивается вода . С ростом содержания катализатора в потоке газов увеличивается и расход воды вследствие необходимости охлаждения не только-газов, но и повышенного количества уносимого ими катализатора. Как показала практика эксплуатации регенераторов установок модели IV, борьба с догоранием окиси углерода путем разбрызгивания большого количества воды приводит иногда к резкому падению температуры катализатора в плотном слое и нарушению-нормального режима процесса .

Минимальная температура, необходимая для инициирования окисления, больше зависит от катализатора, чем от природы окисляемого углеводорода. При применении в качестве катализатора ванадата олова о-ксилол можно окислить даже при температуре 270°, тогда как при применении чистой плавленой пятиокиси ванадия минимальная температура окисления будет около 425°. Выделяющееся тепло реакции быстро нагревает слой катализатора до более высокой температуры. Обычно реакция контролируется путем регулировки температуры охлаждающей бани таким образом, чтобы максимальная температура, измеряемая в слое катализатора, поддерживалась постоянно в нужном интервале. Максимальные температуры катализатора, лежащие несколько ниже 525°. благоприятны для получения продуктов более низкой степени окисления, чем фталевый ангидрид, например альдегидов. При температурах, значительно превышающих 600°, происходит чрезмерное переокисление и реакцию становится трудно контролировать.

где ?4 — температура регенерированного катализатора при поступлении в реактор в °С; t't — tz—kt ;