Главная -> Словарь

Углеродных адсорбентов

Та часть углеводородов, которая во время крекинга превращается в кокс, оседает в виде отложений на катализаторе. Когда поверхность катализатора покрывается отложениями, катализатор становится неактивным . Чтобы удалить эти углеродные отложения, отработанный катализатор подают в сосуд, называемый регенератором , где его смешивают с горячим воздухом, нагретым приблизительно до 600°С . В результате происходит следующая химическая реакция:

Периодически установку останавливали, взвешивали реактор и определяли провес углеродного вещества. 3 стадии остановки -взвешивания определяли количество жидкого продукта, замеряли его объем и плотность, после чего проводили анализ. 3 это же время замеряли по газовому счетчику количество газа. Анализ газа проводили ва хроматографах во время работы установки цутем отбора пробы газа шприцем из газовой линии между холодильником и счетчиком . Расход сырья определялся по показаниям бюретг'к. В заданном режиме установка работала определенное время. Затем установку останавливали, реактор охлаждали до комнатной температуры и разгружали. Полученные углеродные отложения анализироваяис ь.

При термокаталитической переработке выс^иомолекуляр-ного нефтяного сырья одним из важных аспектов является образование углеродных отложений на катализаторе, обусловленное высокой коксуемостью тяжелых нефтяных фракци1". Количество и характер образующихся углеродных отложений во многом опре-дзляют технологическое офиргАление процессов, способ регенерации катализатора и экономическую эффективность. В большинстве процессов ТКП ВМНС используется окислительная ретенераичя катализатора, позволяющая удалять углеродные отложения в виде газообразных продуктов сгорания. Особенростыо железоокио-ных катализаторов твляется геротекание окислительно-восстановительных реакций с участием катализатора, как при регенрпа-хши, так и Е течение самого ^роцесса, что показано в ранее проведенных исследованияхfl))) . В связи о этим были проведены дополнитвлгънне исследования отложений на природном железооки-сноы катализаторе, образующихся при переработке остаточного и дастиллятного нефтянг?о сырья ) прл различных тем-пературах и времени проведения пробега. ХарактерЕ':тиьа природного железоокисного катализатора в п„леЕЭдном и гранулиро* ванном состоянии приьедена в табл. 2.

Ключевые слова: углеродные отложения, кокс, сера, углерод, желеьоокисйый катализатор.

казанное более ранними исследованиями, возможно как за счет образования сернистых соединений катализатора, так и за счет накопления элементной серы. С течением времени происходит некоторое насыщение катализатора серой, приводящее к увеличению содержания сернистых соединений в газе ТИП с приближением к содержанию их для инертных по отношению к сере катализаторов. В начале процесса доступ образующегося Н25 к катализатору не затруднен. Во время протекания процесса на поверхности катализатора образующиеся углеродные отложения препятствуют доступу газа к катализатору и содержание сероводорода в газе начинает расти.

Повысить плотность и снизить при этом проницаемость углеродных пористых материалов можно осаждением углерода из газовой фазы при Термическом разложении углеводородов внутри пористой системы. Термическим разложением углеводородных газов в широком интервале температур получают углеродные отложения на нагретых поверхностях. Такие отложения в зависимости от температуры получения обладают различными плотностью, совершенством структуры и степенью преимущественной ориентации и носят название пиролитиче-ского углерода, или пироуглерода . Углеродные отложения с совершенной кристаллической структурой, полученные при высоких температурах или путем повторной обработки при таких температурах, называются пирографитом. Для получения пироуглерода высокой плотности используют две области температур: 700—1300 и 1800—2400 °С, в промежуточной области плотность получаемых отложений существенно ниже.

Волокнистые углеродные отложения, образующиеся эпитаксиалъно на катализаторах, привлекли особое внимание исследователей82'8485. Детальное изучение структуры углеродных волокон показало, что в зависимости от условий процесса образуются8394 различные формы волокон - полые или сплошные, толстые или тонкие, винтообразные, прямые или скрученные по несколько волокон и т.п.

Первоначальное мнение об углеродных отложениях и о механизме их образования при пиролизе органических веществ высказал Бертло98. Он рассматривал углеродные отложения как свободный аморфный углерод, образующийся из атомов углерода при полном распаде органического вещества на элементы. После обнаружения в составе углеродных отложений до 30-40% атомарного водорода ученые приняли консекутивный механизм образования углерода . Для термических процессов он является общепринятым.

Исследования структуры углеродных отложений, полученных .на поверхности гетерогенных катализаторов, показали, что она существенно зависит от природы катализатора. Углеродные отложения, полученные на

Электронномикроскопический анализ показал, что углеродные отложения, полученные на

никельсодержащих катализаторах , состоят из углеродных нитей диаметром от 15 до 300 мкм и длиной от 1000 мкм до 1 мм. Переплетаясь между собой, эти йитй образуют ватообразную структуру . Углеродные отложения, полученные на железосодержащих катализаторах^ имеют также волокнистую структуру, но менее выраженную, так как размеры нитей гораздо мейьше -

.20-25%) были получены макропористые аниониты, фосфорилированием — фосфорнокислые катиониты. При радиационно-химическом окислении формолитов в водно-спиртовой среде получен продукт, содержащий фенольные, карбоксильные и карбонильные группы . При сульфировании олеумом фено- и формолитов получены сильнокислотные катиониты . Фурано-формолиты были использованы также как сырье для получения высококачественных углеродных адсорбентов . '

ким содержанием минеральных компонентов дали основание их использовать в качестве составной части шихты для получения углеродных адсорбентов. Как было показано выше, асфальтены различной природы имеют относительно сформированную мблекулу, содержат алкильные заместители Ci—С*, которые при термическом деалкилировании формируют разнозначные микропоры.

Одно из новых очень важных направлений использования углеродных -адсорбентов - извлечение радионуклидов из пищевых продуктов и питьевой воды. В настоящее время увеличивается потребность в углеродных адсорбентах для очистки питьевой, хозяйственно-бытовой и сточных вод, промышленных и газовых выбросов.

Третья, самая малочисленная группа углеродных адсорбентов, это активные угли - основа катализаторов и химических наполнителей, углеродные носители. Для этих целей используются активные угли, характеризующиеся повышенным содержанием в структуре макро- и мезопор. Промышленность выпускает следующие марки активных углей этого типа: АР-Д, ATM, АГ-2, АГ-3.

Образцы кокса, полученного из кислых гудронов, нейтрализованных окисью кальция, отличаются высоким содержанием серы , золы и большим выходом летучих веществ . Для получения кокса с допустимым содержанием кальцийсодержащих веществ нейтрализованный гудрон необходимо разбавлять нефтяными остатками . При коксовании кислого гудрона, нейтрализованного аммиачной водой, полученный кокс содержит до 13,0% серы. После активации такого кокса СО2 при 850 °С в течение 1 и 3 ч удельная поверхность его достигает 500 и 1000 м2/г соответственно. Такие коксы применяют в производстве CS2 и активных углеродных адсорбентов.

Образцы кокса, полученного из кислых гудронов, нейтрализованных окисью кальция, отличаются высоким содержанием серы , золы и большим выходом летучих веществ . Для получения кокса с допустимым содержанием кальцийсодержащих веществ нейтрализованный гудрон необходимо разбавлять нефтяными остатками . При коксовании кислого гудрона, нейтрализованного аммиачной водой, полученный кокс содержит до 13,0% серы. После активации такого кокса СО2 при 850 °С в течение 1 и 3 ч удельная поверхность его достигает 500 и 1000 м2/г соответственно. Такие коксы применяют в производстве CS2 и активных углеродных адсорбентов.

322,Поконова Ю.В., Грабовский А.И. Получение углеродных адсорбентов для

ПОЛУЧЕНИЕ УЛЬТРАПОРИСТЫХ УГЛЕРОДНЫХ АДСОРБЕНТОВ И ИССЛЕДОВАНИЕ ИХ МОЛЕНУЛЯРНО-СИТОШХ СВОЙСТВ

Ранее нами /I/ была показана возможность использования нефтяных асфальтитов, получаемых по Добен-ироцессу /2/, в качестве компонентов шихты для извлечения углеродных адсорбентов. Применение нефтяных асфальтитов целесообразно, благодаря высокому выходу коксового остатка, увеличению ароматизированное™ и плотности при термическом воздействии с получением структурированного, поликонденсированного продукта, содержащего свободные радикалы и гетероатомы, а также образованию плотной и сшитой структуры в одновременным выделением газообразных продуктов, дающих возможность формироваться пористой структуре /I/.

Характеристика углеродных адсорбентов