Главная -> Словарь

Вольфрамовым электродом

Катализатор, содержащий хлор, лучше удаляет азот, чем обычные никелевые, молибденовые и вольфрамовые катализаторы. Из сырья с 0,315% азота и 0,888% серы удалено до 95% азота. Азот выделяется в виде NH4C1. Для поддержания активности катализатора добавляется газообразный хлористый водород в отношении С1 : N = 9,4

Клайн и Коллонтшп 107 в обзорной статье о вольфрамовых катализаторах гидроочистки, гидрокрекинга и изомеризации подчеркивают высокую изомеризующую активность WS2, в то же время вольфрамовые катализаторы на носителях уступают платиновым и сульфидированным никелевым катализаторам. Для усиления изомеризующей активности W и Мо наносятся на кислотные носители — алюмосиликаты и цеолиты. Эти выводы 107 являются свидетельством известной универсальности и достоверности оценки активности катализаторов таким методом.

Продолжительность работы разных катализаторов различна. Так, например, алюмосиликатный катализатор для каталитического крекинга теряет активность через 10—15 мин, а вольфрамовые катализаторы деструктивной гидрогенизации работают 2— 3 года. Спад активности катализатора часто называется его утомлением или старением. Причины этого явления различны. Чаще всего снижение активности катализатора наступает в результате отложения на его активных центрах продуктов реакции или вследствие воздействия некоторых примесей в сырье, называемых каталитическими ядами. Последние особенно опасны, так как достаточно их ничтожного количества для полной дезактивации катализатора. Это заставляет весьма внимательно относиться к составу сырья. Часто для предотвращения отравления катализатора приходится исходное сырье подвергать дополнительной очистке. Действие каталитических ядов объясняется их необратимой адсорбцией на активных центрах катализатора.' Наиболее чувствительны-к ядам металлические катализаторы, содержащие Fe, Co, Ni, Pd, Ir, Pt, Cu, Ag. Часто встречаются, следующие каталитические яды: сероводород и другие сернистые соединения, окись углерода, азотистые основания, галогены, соединения .фосфора, мышьяка и сурьмы, а также металлы , содержащиеся в тяжелом нефтяном сырье.

При глубокой деароматизации до остаточного содержания ароматических соединений 5-8% используют высокое давление 15-20 МПа и плати-нананесенные или вольфрамовые катализаторы. Температура в реакторе во всех случаях 340-380 °С.

Сопоставление катализаторов обеих групп показывает, что такие катализаторы, как восстановленные Pd, Pt, N1, являясь весьма активными для гидрирования чистых индивидуальных соединений при невысоких температурах и нормальном или повы-шенном давлении, совершенно не пригодны для процесса гидрогенизации углей и смол; в ,§том случае применяются лишь сернистые молибденовые и вольфрамовые катализаторы.

Реакции циклизации в этих условиях будут занимать подчиненное место. Константы скорости расщепления различных видов сырья приводятся в табл. 58.

70 371-427 0,25-2,0 №С1г на алюмосиликате с 6 % А1203 + НС1 Для улучшения качества реактивного топлива рекламируется процесс глубокого гидрирования ароматических углеводородов до нафтенов. Используется регенерируемый катализатор, содержащий благородный металл; срок работы 3— 5 лет. Допустимое содержание серы в сырье —0,0005% . Гидрогенизат используется для компаундирования с прямогонным керосином Катализатор, содержащий хлор, лучше удаляет азот, чем обычные никелевые, молибденовые и вольфрамовые катализаторы. Из сырья с 0,315% азота и 0,888% серы удалено до 95% азота. Азот выделяется в виде NH4C1. Для поддержания активности катализатора добавляется газообразный хлористый водород в отношении С1 : N = 9,4 Обобщены данные о масштабах использования гидрокрекинга: имеется 50 установок мощностью 122 тыс. м3/сут и строится еще 17 мощностью 58,5 тыс. м3/сут. Отмечается продолжающаяся тенденция вовлечения в переработку все более тяжелого сырья. Приведены типичные выходы продуктов гидрокрекинга: при получении сжиженного газа , при получении бензина , реактивного топлива . Указывается на некоторые успехи усовершенствования катализаторов и доведение меж-регенерационных пробегов до двух и более лет. Кратко характеризуются тенденции сочетания гидрокрекинга с другими процессами: с каталитическим риформингом, 409 410 411

Клайн и Коллонтиш 107 в обзорной статье о вольфрамовых катализаторах гидроочистки, гидрокрекинга и изомеризации подчеркивают высокую изомеризующую активность WS2, в то же время вольфрамовые катализаторы на носителях уступают платиновым и сульфидированным никелевым катализаторам. Для усиления изомеризующей активности W и Мо наносятся на кислотные носители — алюмосиликаты и цеолиты. Эти выводы 107 являются свидетельством известной универсальности и достоверности оценки активности катализаторов таким методом.

Вольфрамовый катализатор, получаемый восстановлением вольфрама-та аммония водородом при 600° С, пригоден для прямой гидратации этилена лишь в жидкой фазе. Он не пригоден для парофазной гидратации, так как мало активен. В Советском Союзе в физико-химическом институте им. Л. Я. Карпова были разработаны новые активные вольфрамовые катализаторы, содержащие 40—60% трехокиси вольфрама на широкопористом силикагеле с добавкой борной кислоты. Катализаторы этого типа готовятся пропиткой силикагеля раствором вольфрамата аммония с последующим прокаливанием при 400° С и не нуждаются в последующем восстановлении. Введение в состав. катализатора 5—10% борной кислоты существенно повышает активность катализатора.

Алюмоникель вольфрамовые катализаторы. Алю-моникельвольфрамовые и алюмокобальтвольфрамовые катализаторы в промышленности используют мало. Однако они найдут большее применение в будущем при переработке тяжелого сырья. Такие катализаторы с содержанием гидрирующих металлов до 25% по своей структуре в оксидной и сульфидной формах близки к АКМ системам . По данным рентгеновской спектроскопии , РФЭС и кислородного титрования , установлено, что в АНВ катализаторах никель присутствует в форме Ni203 и №А104 в соотношении, равном 3:1. При прокаливании образуются алюмовольфраматы и алюмоникельвольфраматы, которые при сульфидировании дают WS2. Катионы Ni2+ при сульфидировании изменяют тетра-эдрическую координацию на октаэдрическую, вытесняя катионы Ni3+ и увеличивая их концентрацию на поверхности .

В отдельных случаях нефтепродукты подвергают более глубокому гидрированию, сопровождающемуся частичным расщеплением тяжелых молекул. Такие процессы называются деструктивным гидрированием и гидрокрекингом. Как правило, они протекают при более высоких давлениях и приводят к большему преобразованию углеводородных молекул и изменению качества нефтепродуктов. Процесс деструктивного гидрирования обычно ведется непрерывно, без регенерации катализатора. В отличие от него процесс гидрокрекинга является регенеративным, циклическим. Это обусловливает особенности в выборе катализатора. Для деструктивного гидрирования применяют преимущественно вольфрамовые и алюмоникель-1 вольфрамовые катализаторы, для гидрокрекинга — алю-мосиликатмолибденовые, алюмокобальтмолибденовые,

Молибденовые и вольфрамовые катализаторы могут применяться в виде сернистых или в виде окисных соединений, предварительно осерненных, для деструктивной гидрогенизации твердого и жидкого топлива как в парофазной, так и в жидкофазной ступенях гидрогенизации. В последнем случае, однако, использование их нецелесообразно. Высокая дефицитность вольфрама и молибдена позволяет говорить об экономичности процесса только при условии весьма длительной работы катализатора или при наличии удобного метода его регенерации. В жидкофазной процессе эти условия не могут быть соблюдены, особенно при гидрогенизации углей, когда поверхность катализатора быстро покрывается смолами, карбоидами и твердыми частицами зольных примесей, а регенерация катализатора из твердого остатка весьма затруднительна, В этом случае желательно применение более дешевого катализатора, который после кратковременного использования можно было бы заменить свежим.

Выбор метода обварки зависит от эксплуатационных параметров аппарата , расстояния между трубами, материала труб и решетки, толщины решеток, местных условий и требований экономичности. Наиболее часто применяется обварка вручную обмазанными электродами. Для тонкостенных труб при расстоянии между ними меньше 5 мм применяется автоматическая сварка в атмосфере защитного газа вольфрамовым электродом без присадочного материала. В некоторых случаях экономически выгодно применять автоматическую обварку плавящимися электродами в атмосфере защитного газа. За последнее время .получили распространение устройства для автоматической обварки

Обварку в атмосфере защитного, газа вольфрамовым электродом нельзя применять для неспокойных сталей, так как отсутствие раскисляющего и шлакообразующего действия обмазки может вызвать газообразование.

Обварку вольфрамовым электродом без присадочного материала применяют, когда может возникнуть коррозия.

Сварку труб с трубными решетками из углеродистой и низколегированной стали в вертикальном положении производят проволокой Св-08Г2С диаметром 1 мм в углекислом газе полуавтоматом марки А-537, а стали 12Х18Н10Т—в среде аргона вольфрамовым электродом диаметром 2 и 3 мм горелкой АР-9.

Сварку труб с трубными решетками из стали 12Х18Н10Т в вертикальной плоскости производят в среде аргона неплавящимся вольфрамовым электродом 0 3 мм, свароч-

В современной сварочной технике применяют три схемы получения плазмы. По первой получают сжатую дугу прямого действия, когда анодом служит обрабатываемый материал, по второй - сжатую дугу косвенного действия, которая возникает между вольфрамовым электродом и внутренним соплом плазмотрона, вытекает из него в виде плазменной струи и электрически не связана с обрабатываемым металлом. Вторую схему используют при обработке неэлектропроводных материалов, а также при напылении и закалке. По третьей схеме с комбинированным подключением плазмотрона к источнику питания между вольфрамовым электродом и соплом анода зажигается вспомогательная сжатая дуга косвенного действия, обладающая электропроводностью и образующая при соприкосновении с токоведущей обрабатываемой деталью сжатую дугу прямого действия. Третья схема получила наибольшее распространение, ее применяют при сварке, наплавке, резке материалов. КПД при нагреве сжатой дугой прямого действия - 30 - 75%, косвенного - 10 - 50%.

В обычных условиях при прямой полярности столб дуги между неплавящимся вольфрамовым электродом и деталью в атмосфере защитного газа имеет вид конуса, размеры которого зависят от силы тока и напряжения. Так как с увеличением силы тока и напряжения столб такой дуги может расширяться, то значительного изменения температуры и степени ионизации газа не наблюдается. Если каким-либо образом воспрепятствовать электрической дуге занять естественный объем и принудительно сжать ее, оставив в то же время сварочный ток постоянным, то количество электронов, проходящих по сечению столба дуги, не изменится, число же упругих и неупругих соударений увеличится, т. е. повысится степень ионизации, возрастут плотность и напряжение дуги, что вызовет значительное повышение температуры.

При сварке тонкостенных конструкций широкое распространение получила сварка неплавящимся вольфрамовым электродом в среде защитного газа аргона. Присадочный материал, вводимый извне, плавится в зоне дуги, которая образуется между вольфрамовым электродом и изделием. Такой вид сварки позволяет получить сварной шов высокого качества и свести к минимуму коробление свариваемой конструкции.

Ручная аргоно-дуговая сварка неплавящимися электродами. Сварка производится дугой, создаваемой неплавящимся вольфрамовым электродом, с подачей в зону дуги присадочной проволоки. При этом электрод и ванночка расплавленного металла должны быть надежно защищены струей аргона. Сварку проводят специальными горелками на постоянном токе при прямой полярности или на переменном токе с осциллятором. Этот вид сварки рационально применять для соединения труб малого диаметра с малой толщиной стенок.

Аргоно-дуговая сварка плавящимся электродом может быть автоматической и полуавтоматической. Последний способ применяется для получения коротких швов, имеющих сложную конфигурацию, или в труднодоступных местах, а аргоно-дуговая сварка — для алюминиевых конструкций с толщиной 4 мм и выше. В труднодоступных местах при сварке алюминиевых сплавов может быть применен также метод ручной аргоно-дуговой сварки вольфрамовым электродом.

23. Бродский А. Я. Аргоно-дуговая сварка вольфрамовым электродом, М., Машгиз, 1956, стр. 396.