Главная -> Словарь

Термопаровой обработке

ми потенциометрами РГС-1 и РГС-2. Потенциометры связаны термопарами, установленными на выходе из печи и с регулирующими клапанами, К-3 и К-4, находящимися на линии подачи топлива к форсункам печи.

Подогрев продуктов в печи П-1 регулируется автоматически при помощи клапанов-регуляторов , установленных на линии подачи топливного газа к форсункам печи П-1 и связанных с термопарами, установленными на входе продуктов реакции в реакторы Р-1, 2, 4.

Контроль за температурой по высоте реактора обеспечивается термопарами, установленными в верхней и нижней частях каталитической зоны реактора.

Температура на выходе сырья из печи П1 регулируется количеством подаваемого к форсункам топлива . Для этого печь оборудована двумя регуляторами температуры, связанными со сдвоенными термопарами, установленными на выходе из подовых экранов. Регуляторы температуры управляют регулирующими клапанами, установленными на линиях поступления к форсункам газа и жидкого топлива, а также регулирующими клапанами на подаче пара к форсункам. Все регулирующие клапаны открываются давлением воздуха.

Контроль за температурой дымовых газов, выходящих из конвекционной камеры печи Л1, производится индикатором, связанным с термопарами, установленными на выходе дымовых газов из печей.

На отечественных установках диаметр камер составляет 4,6-7 м, высота. 26-28 м. Камеры зарубежных установок имеют диаметр до 8 м и высоту до 30 м. Корпус, днища, горловины и штуцеры изготовлены из биметалла и легированной стали . Температуру стенки контролируют поверхностными термопарами, установленными в приварных муфтах. На рис. 36 для сравнения представлены отечественная и зарубежная

Контроль за температурой по высоте реактора обеспечивается термопарами, установленными в верхней и нижней частях каталитической зоны реактора.

Непрерывнодействующие битумные установки нефтеперерабатывающих заводов в 1972 г. в состоянии обеспечить выпуск только около 35% общего объема производства битумов по стране. Таким образом, по-прежнему имеет большое значение' улучшение условий эксплуатации периодических процессов производства битумов. Ростовским филиалом ВНИПИнефть разработаны мероприятия, обеспечивающие безопасную эксплуатацию битумных установок периодического действия. Заполнение куба по всей высоте контролируется пьезометрическим измерителем уровня, при достижении верхнего предельного уровня подается сигнал. Подача воздуха в кубокислитель разрешается при достижении уровня, окисляемой жидкости не менее двух метров. Измерение температуры предусмотрено четырьмя термопарами, установленными по всей высоте куба. При достижении .разности температур жидкой и газообразной фазы 15 °С и менее — прекращается подача воздуха на окисление. Поддержание заданного расхода воздуха осуществляется регулятором расхода воздуха. Схемой так же предусмотрено прекращение подачи воздуха на окисление при превышении давления в ,кубе.

Контрольно-измерительная аппаратура на печах ограничивается показывающими или записывающими приборами, соединенными с термопарами, установленными в двух — трех точках каждого ретортного гнезда, а также тягомерами, показывающими разрежение до шибера на выходе газов в общий печной боров, расположенный с тыльной стороны печей и отводящий дымовые газы в дымовую трубу.

Для лучшей эвакуации продуктов разложения из реакционной зоны целесообразно проводить процесс в потоке циркулирующих газов или водяного пара. Исходя из этого предусмотрена возможность возврата части газа в систему через штуцер 9. Циркулирующий газ препятствует проникновению паров жидких продуктов в нижнюю часть аппарата, в которой они могут конденсироваться, смачивая шихту и вызывая потери продукта. Температурный режим на установке контролируется термопарами, установленными на различных горизонтах реактора, а давление в системе — U-образными водяными манометрами.

При конверсии метана под давлением до 2 МПа применяют конверторы, конструкция которых приведена на рис. 14, б. Это вертикальный стальной сварной аппарат. Внутренняя поверхность реактора футерована теплоизоляционным и огнеупорным материалом. Для охлаждения стенок аппарат снабжен пароводяной рубашкой. Катализатор располагается на сферическом своде. Режим работы конвертора контролируется термопарами, установленными в слое катализатора и в диффузоре смесителя, а работа котла-утилизатора — термопарами под сводом конвертора и на выходе газа из котла. В зависимости от производительности отделения конверсии в промышленности используют конверторы разных диаметров. Например, при диаметре 2 м производительность конвертора составляет 4,5—5,0 тыс. м3/ч природного газа, а при 3 м — более 12 тыс. м3/ч.

Для цеолита, в редкоземельной обменной форме RENY на кривой кислотных центров имеются два максимума, которые соответствуют диссоциации первой и второй молекул воды, гидратирующих обменный катион . Причем, чем больше число атомов алюминия, тем меньше сила кислотных центров. При термической и, особенно, термопаровой обработке число кислотных центров заметно уменьшается и введение поливалентных катионов стабилизирует кислотные ОН-группы.

Для увеличения селективности процесса свежие цеолиты типа LaY, ReHY подвергают на катализаторном производстве термопаровой обработке с целью отравления чрезмерно сильных активных центров. В некоторых установках каталитического крекинга используют смесь

Матрица обеспечивает частицам катализатора заданную форму и механическую прочность, способствует отводу тепла от цеолитных кристаллов при регенерации и подводу тепла в реакцию, создает оптимальную вторичную пористую структуру, способствующую диффузии сырья и продуктов реакции, стабилизирует цеолит при термической и термопаровой обработке, моделирующих условия при выжиге кокса в регенераторе. Последнее на примере редкоземельного цеолитного катализатора подтверждается данными табл. 5.1, в которой показано влияние термообработки и матрицы на стабильность цеолитов РЗЭ HY, ЦСК и АСК при мягкой термообработке смесью воздуха и водяного пара и жесткой термообработке при 850 °С в течение 48 ч. Так, до жесткой термообработки конверсия и выход бензина у чистого цеолита и разбавленного 90% АСК в качестве матрицы практически одинаковы и в два раза больше, чем для одного АСК. После термообработки в жестких условиях конверсия сырья и выход бензина в случае одного цеолита снижается в 10 раз и незначительно меняется в случае цеолитсодержащих и алюмосиликатных катализаторов.

По данным работы , уже при прокаливании катализаторов до 600 °С их активность заметно уменьшается, хотя структурные изменения происходят лишь при 800°С. После обработки катализатора паром температура начала дезактивации катализатора снижается примерно на 200 °С при отсутствии заметных структурных изменений. В работе отмечается, что дезактивация алюмосиликатных катализаторов при термической и термопаровой обработке может происходить не только из-за уменьшения величины поверхности, но и вследствие ее качественного изменения. По мнению авторов, при спекании без водяного пара такое качественное изменение не происходит. Об этом свидетельствует относительное постоянство удельной обменной способности . В случае одновременного действия высокой температуры и водяного пара удельная обменная способность катализатора уменьшается, изменяется качественный состав продуктов реакции, а также избирательность действия катализатора.

В работах указывается на небольшое увеличение активности единицы поверхности образцов, подвергнутых термопаровой обработке; однако, по мнению большинства из авторов данных работ, это не свидетельствует об изменении фактической активности, а обусловлено меньшим влиянием внутренней диффузии у более крупнопористых образцов. Исследования кинетики крекинга кумола на образцах алюмосиликатного шарикового катализатора показали, что после прокаливания удельная активность катализатора практически не изменяется, а после обработки паром 24 ч при 750 °С она уменьшается очень сильно. Относительные удельные активности для свежего, прокаленного при 900 °С и пропаренного при 750°С катализаторов оказались равными соответственно 0,66, 0,60 и 0,33. Это уменьшение удельной активности автор объясняет разрушением алюмосиликатных групп или соеди-' нений, ответственных за каталитическую активность.

Действие высокой температуры и водяного пара на цеолит-содержащие катализаторы крекинга совершенно иное, чем на аморфные алюмосиликатные катализаторы. При термической и термопаровой обработке цеолитсодержащие катализаторы обладают высокой стабильностью. В режимах термопаровой обработки, когда первоначальная активность аморфных катализаторов снижается вдвое, активность некоторых цеолитсодержащих катализаторов даже несколько повышается. Это объясняется высокой стабильностью кристаллического каркаса цеолитного наполнителя. Ниже приводятся максимальные температуры, при которых струк-

Значительное влияние на термостабильность цеолитов оказывает содержание в них натрия, так как он вызывает потерю кристалличности цеолита в результате спекания. При замене в цеолите натрия магнием термостабильность возрастает на 170—200 °С, при замене редкоземельными элементами — на 220—250 °С. В то же время даже термостойкость цеолитов с редкоземельными элементами при введении в них и 15% натрия снижается на 56°С. По данным , цеолит типа P3Y, содержащий 4% Na2O, менее стабилен, чем цеолит типа РЗХ, содержащий 1% Na2O. В среде водяного пара термическая стабильность цеолитов уменьшается. Так, NaX полностью разрушается при 400 °С и давлении водяного пара 0,1 МПа . Цеолиты типа Y обычно более устойчивы к термопаровой обработке, чем цеолиты типа X.

Устойчивость цеолитсодержащего катализатора при термической и термопаровой обработке изменяется в соответствии со стабильностью цеолита. Ниже представлены данные об активности и селективности цеолитсодержащих катализаторов с различными цеолитами :

Такие представления первоначально были развиты на основании данных по адсорбции и десорбции газов ; эти процессы были проведены на спрессованных и неспрессованных порошках из непористых шаровидных частиц, на непористых образцах кремнезема и на силикагелях . В дальнейшем предложенная структура ксерогелей была многократно подтверждена с помощью электронно-микроскопических исследований . С точки зрения корпускулярной теории строения скелета ксерогелей спекание катализатора при термопаровой обработке можно представить как результат изменения размеров, формы, взаимного расположения и связи первичных частиц, происходящего вследствие переноса вещества этих частиц . Перенос происходит в направлении уменьшения свободной энергии дисперсной системы и приводит к сокращению поверхности, а, следовательно, к увеличению стабильности системы.

При термической и термопаровой обработке одновременно изменяются насыпная плотность и удельная поверхность катализатора. Поэтому сопоставление образцов катализатора, прошедших обработку различной степени жесткости, затрудняется. Так как активность катализатора оценивается при загрузке одинакового объема катализатора, различные образцы лучше всего сравнивать по величине общей поверхности пробы.

Резюмируя полученные результаты по влиянию металлов, как свежеотложенных, так и находящихся в условиях старения катализатора, можно отметить следующее. Металлы оказывают сильное влияние на активность катализатора, выражающееся не только в качественном изменении его поверхности, — они способствуют также увеличению скорости спекания при термопаровой обработке. Изменение активности и увеличение скорости спекания зависит от концентрации металла и его природы, а также от вида обработки. Среди металлов, загрязняющих катализатор, наибольшую опасность представляет никель. Он уменьшает активность и ускоряет спекание катализатора. Ванадий до концентрации 0,02%, которая может накопиться на шариковом катализаторе при переработке вакуумного газойля, наоборот, увеличивает его активность. Это влияние ванадия является стабильным и сохраняется в условиях, характерных для промышленного регенератора.