Главная -> Словарь

Уменьшение прочности

При отравлении катализатора водяным паром наблюдаете.-уменьшение поверхности, увеличение насыпного веса и снижение абсолютной величины индекса каталитической активнос-и катализатора .

В ходе эксплуатации активность катализатора гидроочистки снижается в результате, следующих причин: 1) отложение па поверхности катализатора тяжелых металлов ; 2) постепенная рекристаллизация активных компонентов катализатора , т. е. снижается их поверхность, доступная для реагирующих молекул сырья; 3) уменьшение поверхности оксида алюминия, являющегося носителем; 4) отложение на поверхности катализатора кокса, экранирующего активные центры катализатора.

Несмотря на большую длительность прокалки, при медленном нагревании удельная поверхность катализатора после опыта оказалась более высокой, чем при быстром. Влияние адсорбционной влаги на уменьшение поверхности катализатора 'при прокалке было показано опытами с применением вакуума для удаления влаги. Так, если при медленном нагревании катализатора до 950 °С удельная поверхность составила 263 м2/г, то при нагревании под вакуумом в тех же условиях она оказалась равной 430 м2/г.

Наибольшее увеличение размера пор наблюдается при пропарке катализатора в мягких температурных условиях. Уменьшение поверхности катализатора в результате прокалки в промышленных условиях сопровождается очень небольшим возрастанием среднего радиуса пор.

Водяной пар действует на поверхность, а не на всю массу вещества первичных частиц. Поэтому он не может ускорить термическую диффузию в объеме частиц геля, которая определяется лишь температурой паровой обработки. В то же время при действии пара уменьшение поверхности ускоряется, поскольку облегчается перенос вещества путем поверхностной диффузии или путем испарения вещества геля в одном месте и конденсации его в другом. По поверхностно-диффузионному механизму спекание катализатора происходит следующим образом . Вещество меньшей из двух соприкасающихся первичных частиц движется по ее поверхности к месту контакта обеих частиц и переходит на большую первичную частицу. В результате этого меньшая частица в конце концов исчезает, а более крупная частица растет. Крупные термодинамически более стабильные частицы «поедают» мелкие. В случае движения вещества по поверхности исходное взаимное расположение первичных частиц сохраняется, т. е. упорядочения упаковки геля не происходит. Поэтому внешние геометрические размеры шарика катализатора не изменяются. Удельный объем пор катализатора также должен оставаться постоянным, так как независимо от размера первичных частиц общий объем материала шариков катализатора остается прежним. В результате уменьшения общего числа первичных единиц и увеличения их среднего размера уменьшается поверхность единицы массы мате-

ля и других видов сырья, обладающих повышенной коксообразующей способностью, наблюдали при температуре в слое не выше 700 °С . Известны случаи быстрого спекания аморфного алюмосиликатного катализатора на установках крекинга с псевдоожиженным слоем. Современные марки цеолитсодержащих катализаторов эксплуатируют длительное время при температурах до 760 °С без существенного снижения их каталитических свойств . Катализаторы других процессов менее термостабильны. Установлено, что действие температур на уменьшение поверхности алюмохромовых катализаторов начинает сильно сказываться выше 640-650 °С . Для нанесенных катализаторов при окислительной регенерации может наблюдаться уменьшение дисперсности активного компонента. Основной причиной изменения дисперсности активного компонента в нанесенных катализаторах, как и в случае других пористых катализаторов, является удаленность системы от состояния равновесия . После периода разработки дисперсная структура катализатора находится в некотором стационарном состоянии, когда дисперсность в данных температурных условиях не изменяется. Однако в процессе окислительной регенерации перегревы и действие паров воды ускоряют рост частиц. Например , под действием высоких температур происходит укрупнение частиц платины на поверхности носителя. При нагревании до 500 °С наблюдается рост частиц платины и соответствующее уменьшение поверхности платины и степени превращения в реакции гидрирования бензола . При нагревании до 600-800 °С платиновый катализатор практически полностью теряет активность, что видно из приведенных ниже данных:.

В ходе эксплуатации активность катализатора гидроочисткн снижается в результате следующих причин: 1) отложение па поверхности катализатора тяжелых металлов ; 2) постепенная рекристаллизация активных компонентов катализатора , т. е. снижается их поверхность, доступная для реагирующих молекул сырья; 3) уменьшение поверхности оксида алюминия, являющегося носителем; 4) отложение на поверхности катализатора кокса, экранирующего активные центры катализатора.

Третий интервал I600...I800°C характеризуется менее интенсивным изменением свойств коксов. При этом практически стабилизируются величина усадки, объемной плотности. Уменьшение поверхности и пористости приводит к некоторому снижению расхода связующего.

В связи с применением подогрева воздуха отходящими дымовыми газами требуется оценить ряд важных сопутствующих факторов, относящихся к расчету и эксплуатации печи. Применение подогрева воздуха для достижения заданного к. п. д. устраняет необходимость в использовании конвекционных поверхностей; В результате этого все рабочие поверхности печи могут эксплуатироваться со сравнительно высокими коэффициентами лучистого теплообмена вместо относительно низких коэффициентов теплопередачи, преобладающих в низкотемпературной зоне конвекционных , секций, оборудованных гладкими трубами. При подогреве воздуха общая поверхность неоребренных труб обычно меньше, чем требуемая в оборудованных гладкими трубами печах радиантно-конвекционного типа. В тех случаях, когда требуются печные трубы из дорогостоящих легированных сталей, экономия на материале труб может в значительной степени компенсировать дополнительные капиталовложения на оборудование для подогрева воздуха. В случаях же, когда лимитирующим фактором является потеря напора жидкого потока при его движении по трубам, весьма важную роль могут играть уменьшение поверхности печных труб и сокращение длины печного змеевика, достигаемые в результате подогрева воздуха.

нужно иметь меньшую поверхность теплоотвода на единицу объема смеси, чтобы исключить самовоспламенение. При постоянной длине зазора уменьшение поверхности теплоотвода ведет к уве-, личению ширины его.

Из данных табл. 3 видно, что удельная поверхность обоих катализаторов, выгруженных из реакторов промышленной установки, несколько меньше, чем свежих, но для катализаторов гидроочистки такое уменьшение поверхности вполне допустимо. Так, при гидроочистке нефтяных остатков катализатор продолжал работать в течение нескольких месяцев при удельной поверхности, в 3 раза меньшей по сравнению со свежим катализатором . Механическая прочность катализаторов после длительной работы и двух окислительных регенераций изменилась незначительно .

Механическая прочность поверхностных слоев высокопарафини-стых нефтей в значительной степени зависит от температуры. Наибольшее уменьшение прочности слоя наблюдается у этих нефтей при повышении температуры от 20 до 30° С. В то же время для таких нефтей, как ромашкинская и арланская, снижение прочности слоя в этом температурном интервале небольшое. Особенно влияют на снижение прочности слоя деэмульгаторы; чем эффективнее деэмульгатор. тем больше он снижает прочность слоя. На рис. 5, 6, 7 приведены кривые изменения прочности слоя во времени под действием некоторых деэмульгаторов. Как видно из приведенных графиков, эффективные деэмульгаторы при малых концентрациях способствуют значительному уменьшению механической прочности слоя ромашкинской и арланской нефтей.

кислотное число, мг КОН на 1 г водорастворимые кислоты, ме КОН на 1 г 5? 1 О о относительное уменьшение прочности, %

Коксовая мелочь. Можно полагать, что добавление .инертного компонента к смеси углей, которые должны расплавиться, не оказывает какого-либо благоприятного .влияния на истираемость кокса. С одной стороны, дисперсия тонкого порошка в массе, которая от этого никак не станет очень текучей, может только затруднить ее превращение в пластическое состояние, а с другой стороны, два инертных зерна, находящихся в контакте друг с другом, не могут слипаться и поэтому их близость обязательно будет представлять слабое место. Первый эффект пропорционален концентрации инертной добавки, а второй пропорционален ее квадрату. Этим хорошо объясняется быстрое уменьшение прочности кокса на истирание, когда чрезмерно увеличивают долевое участие инертной добавки в шихте.

ных, чем частицы катализатора. В ходе эксплуатации слой катализатора становится менее проницаемым. Особенно это относится к верхней его части. Поэтому перепад давления в реакторе в конце рабочего пробега больше, чем в начале.^Возможные причины: накопление в слое продуктов коррозии .и кокса, уменьшение прочности частиц катализатора, спекание и др. С увеличением перепада давления растут затраты на циркуляцию водородсодержащего газа.

Рис. 2. Влияние характера коррозионного разрушения на g уменьшение прочности металла: Су

Определение предела прочности на сжатие для образцов материалов ГМЗ и АРВ, окисленных до разной потери массы, показало близкие закономерности изменения этой характеристики для обоих материалов. Потеря прочности, особенно значительная у ГМЗ, наблюдается на самых ранних стадиях окисления, когда пористость и проницаемость еще не изменяются . Уменьшение прочности при окислении, очевидно, связано с развитием пористости. Расчет прочности при этих измерениях производили, как обычно, относя разрушающую нагрузку ко всему сечению образца без учета его пористости. Расчет прочности с учетом присутствующей и развивающейся в процессе окисления пористости показал, что общий ход зависимости предела прочности на сжатие от потери массы при окислении не изменился, увеличились только абсолютные

значения прочности. Следовательно, при окислении уменьшение прочности опережает развитие пористости.

Стеклоуглерод имеет высокую термическую стойкость и может выдержать много циклов нагрев — охлаждение с большими скоростями. Как видно из вышеприведенных данных , свойства стек-лоуглеродё изменяются с температурой обработки незначительно; наибольшее изменение отмечается для микротвердости. Однако некоторыми исследователями обнаружено существенное уменьшение прочности при изгибе и модуля упругости образцов стеклоуглерода в интервале 1200—3000 °С , что связывается ими с развитием общей пористости в этом же интервале температур.

С повышением температуры до 1500 °С наблюдается уменьшение прочности, причем минимальное ее значение имеет место при 1460-1480 °С, с дальнейшим повышением температуры прочность возрастает. Чем больше в составе материала свободного кремния, тем

Химическая стойкость АТМ-1 к различным агрессивным средам, как и пропитанного графита, рассмотрена в работе 1147))). Материалы АТМ-10, ТАТЭМ, АТМ-1 Г не содержат синтетических смол, так как после обжига и графитации связующее образует углеродную связку и, следовательно, их химическая стойкость такая же, как и у углеродных материалов. АТМ-1 неустойчив по отношению к сильным окислителям, щелочам, азотной кислоте и галогенам; он склонен набухать в сильных органических растворителях. Окислители, щелочи и галогены разрушают этот материал с поверхности, а часть материала, не затронутая разрушением, сохраняет свои прочностные свойства. Такой вид разрушения обычно может быть замечен визуально и сопровождается уменьшением массы образца. При набухании имеет место увеличение массы, внешний вид образца может не изменяться, но при этом происходит резкое уменьшение прочности.

Уменьшение прочности пропитанного графита после коррозии может быть, таким образом, отнесено как к увеличению пористости, так и к изменению свойств пропитывающего вещества при взаимодействии с 'агрессивной средой. Каждый из этих факторов играет свою роль, однако в зависимости от среды одни из них могут оказывать большее влияние, чем другие. В рассмотренном случае можно предположить, что при коррозии в азотной кислоте прочность будет падать до значений, близких для исходного графита при меньшем времени испытания, чем при коррозии в серной кислоте.