Главная -> Словарь

Высокоактивного катализатора

Благодаря использованию высокоактивных катализаторов без железа, работавших при более низких температурах, исследователям удалось провести синтез при атмосферном давлении и направить его так, чтобы продуктами реакции являлись почти исключительно углеводороды, кипящие главным образом в интервале выкипания бензина и среднего масла , вместе с небольшим количеством высококипящих парафинов и почти без кислородных соединений.

Для преодоления затруднений, возникающих при осуществлении процесса с псевдоожиженным железным катализатором, возможен и другой путь — разработка высокоактивных катализаторов, способных работать при относительно низких температурах, когда скорость отложения углерода еще очень .мала. Такой катализатор разработан Андерсоном и испытан Холлом в псевдоожиженном слое. Холл сообщает, что азотированные железные катализаторы Андерсона могут с успехом применяться при низком соотношении Н2 : СО в исходном газе. Они работают при относительно низких температурах и позволяют получать продукт, почти свободный от парафина.

Олефины с органическими кислотами не реагируют, но в присутствии таких высокоактивных катализаторов, как серная дислота, фтористый водород или трехфтористый бор, иногда получаются хорошие выходы сложных эфиров. Известный метод Бертрама и Вальбаума, согласно которому раствор олефина в ледяной уксусной кислоте, содержащей около 1% серной кислоты, оставленный на несколько часов при комнат-

Применение в лифт-реакторе высокоактивных катализаторов, требующих значительно меньшего времени контакта с сырьем, позволило существенно увеличить скорость подачи сырья и соответственно производительность установки по свежему сырью. Весовая скорость подачи сырья в лифт-реакторах обычно составляет 50-70 ч"1, в отдельных установках достигает 200 ч'1 /9/. Время контакта катализатора с сырьем в лифт-реакторе снижается до 1-8 с против 180—190 с в реакторе с плотным кипящим слоем.

Раньше в странах, где не было развитой нефтяной промышленности, этим методом получали большое количество этилена. Ароматические углеводороды гидрируются хуже, что объясняется стабильностью ароматического цикла. Поэтому их следует гидрировать при более высоких температурах и в присутствии высокоактивных катализаторов. Бензол при гидрировании превращается в циклогексан без образования промежуточных продуктов циклогексена или циклогексадиена):

Применение высокоактивных катализаторов при каталитическом крекинге тяжелого сырья резко увеличивает коксо-образование . Выжиг такого процента кокса вызывает необходимость либо увеличения объема регенератора, либо уменьшения производительности установки. Таким образом, тяжелые виды сырья рекомендуется крекировать на среднеактивных, либо малоактивных катализаторах . ,

Результаты изучения реакций собственно гидрирования ароматических углеводородов с применением высокоактивных катализаторов в большинстве случаев при низких температурах не могут быть целиком перенесены на условия жидкофазной гидрогенизации, которая из-за использования малоактивного железного катализатора проводится при высоких температурах и давлениях. Наиболее важными вопросами, которые следует осветить в настоящем разделе, являются следующие:

отсутствие стабильных, высокоактивных катализаторов алкилирования бензола олефинами; нашедшие же широкое применение катализаторы — А1С13, H2SO4 и др. — вызывают коррозию аппаратуры, не регенерируются;

В другой работе подчеркивается, что гидроочистка газойля легкого крекинга и коксования при работе на цеолитсодержащем катализаторе более экономически выгодна, чем при крекинге на аморфном катализаторе. В работе также отмечалась'целесообразность предварительной очистки сырья крекинга при работе на цеолитсодержащих катализаторах. В связи с этим были проведены специальные исследования по подготовке сырья, подвергаемого крекингу в присутствии высокоактивных катализаторов крекинга .

Использование современных высокоактивных катализаторов сводит к минимуму преимущества двухступенчатой системы очистки. Основная доля меркаптанов удаляется уже в первой ступени. Вторая ступень очистки работает в неблагоприятных условиях, поскольку отсутствие меркаптидов в щелочном растворе при регенерации ведет к ускоренной дезактивации катализатора и насыщению раствора кислородом. Меркаптиды образуют с фталоцианином устойчивый комплекс, ингибирующий деструкцию фталоцианина. При наличии кислорода в щелочном растворе меркаптаны окисляются до дисульфидов на стадии экстракции меркаптанов с последующей реэкстракцией дисульфидов в очищаемые углеводороды. Это резко снижает эффективность процесса, особенно при малых концентрациях меркаптанов.

Применение высокоактивных катализаторов позволяет проводить конверсию при более низких температу-

процесс осуществляется в слое свежего или высокоактивного катализатора.

Влияние условий термообработки в окислительной и восстановительной средах . Дисперсность металлов в цеолитах зависит от условий термообработки. Установлено, что необходимым условием получения высокоактивного катализатора изомеризации парафиновых углеводородов и металлцеолитных катализаторов, содержащих металл в высокодисперсном состоянии, является разложение аммиачного комплекса платины или палладия в среде воздуха или азота при 350-500 °С с последующим восстановлением осушенным водородом при 250—400 °С. При непосредственной обработке катализатора водородом разложение комплекса приводит к образованию неустойчивого гидрида Pt2H2 и, соответственно, при его разложении — к агломерации платины. Термообработка в невосстановительной среде способствует сохранению платины в ионносвязанном состоянии: в этом случае при восстановлении водородом получается высокодисперсная платина.

Предпочтение отдается четыреххлористому углероду, но достаточно активные катализаторы могут быть получены и с помощью СНС1з, СН2С12, CC12F2, СС13Вги CC13SC1. При использовании хлоридов, имеющих два и более углеродных атомов, хлорирование рекомендуется проводить в окислительной среде. В случае применения СН3С1, СНС12СНС12, СН2С1СН2С1, СС12=СС12, СН3СОС1 катализаторы после хлорирования неактивны в реакции изомеризации; то же наблюдается в случае использования в качестве хлорагента НС1 при температурах 250-300 °С. При хлорировании четыреххлористым углеродом промежуточным продуктом реакции является фосген. Однако хлорирование с применением фосгена не приводит к получению высокоактивного катализатора; то же относится к хлороформу и 1,2-дихлорэтану. Наибольшей изо-меризующей активностью катализатор обладает в том случае, когда в качестве хлорирующего агента применяется соединение, содержащее наибольшее количество атомов хлора при углеродном атоме .

применение при низкой температуре процесса высокоактивного катализатора, обеспечивающего высокую глубину изомеризации при малой доле побочных реакций;

Один из таких процессов, разработанный Французским институтом нефти, осуществляется в присутствии высокоактивного катализатора. Процесс проводится при температуре 260— 320 °С и давлении 6—10 МПа; оптимальное соотношение Н2: СО в сырьевом синтез-газе — 2,0—2,5. Из-за низкой конверсии за один проход применяется высокая кратность циркуляции .

Еще в 1948 г. во ВНИГИ Д. И. Орочко и К. А. Королева начали работы в области синтеза над псевдоожиженным катализатором. Для ведения этого процесса необходимо применение высокоактивного катализатора с высокой механической прочностью.

Второй задачей проведенных исследований была разработка высокоактивного катализатора, при котором можно было по возможности снизить температуру процесса.

Фирма «Kanebo Ltd.» разработала новый способ прямой полимеризации ТФК, без очистки. Полиэтилен-терефталат на ее основе не уступает по своим свойствам ПЭТФ из очищенной ТФК. Получить волокнообразующую ТФК стало возможным благодаря подбору высокоактивного катализатора и сильного инициатора цепной реакции. Катализатором служат катионы кобальта концентрацией 0,05—0,5% от массы растворителя и марганца концентрацией 1—-20% от массы кобальта, инициатором — бром — 1,5—6 масс. ч. брома на 1 масс. ч. кобальта . Окисление проводят при 190 — 200 °С и - 10Б Па.

Освоеюне производства катализаторов типа ИЩУ и КМЦР-Н, а также планирующийся выпуск высокоактивного катализатора типа fIRIL на баве технологии японской Ф«рш, требует новых технологических и конструктившх реиомнй на установках каталитического крекинга.

Катализаторы пониженной активности приготовлялись путем отравления паро-воздушной смесью высокоактивного катализатора, при этом химический состав его практически не изменялся. Образец свежего алюмосиликатного катализатора содержал: 14,01% А1203; 84,66% Si02; 0,36% Na; следы Zn; 0,13% Fe.203; 0,60% СаО; следы MgO. Потери при прокаливании этого катализатора составили 1,13% вес., а его регене-рационная характеристика, выраженная в граммах выжигаемого кокса с литра катализатора в час, составляла: при 550° 20 г/л и при 650° 35 г/л 1.

В табл. 14 приведены результаты гидрогенизации двух образцов горючих ископаемых. Один из этих образцов подвергался гидрогенизации с растворителем, полученным из ленинской первичной смолы после отгонки от нее фракций, кипящих до 300°, другой — с высококипящим маслом, полученным из ленинской смолы, и с тяжелым маслом, кипящим выше 300°, полученным при гидрогенизации черемховского угля. Гидрогенизация с этими растворителями проводилась в присутствии высокоактивного катализатора MoS3 .