Катализаторлардың регенерациясы

Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 8 бет
Таңдаулыға:

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫНЫҢ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ

М. ӘУЕЗОВ АТЫНДАҒЫ ОҢТҮСТІК ҚАЗАҚСТАН МЕМЛЕКЕТТІК УНИВЕРСИТЕТІ

Лого ЮКГУ новый

РЕФЕРАТ

Тақырыбы: Катализаторлардың регенерациясы

Орындаған: Тəліпбай Ə.

Тобы: ММГ-19-9к2

Қабылдаған: Бимбетова Г.

Шымкент 2021ж

Жоспар

Кіріспе

Негізгі бөлім - Катализаторлардың регенерациясы

Қорытынды

Пайдаланылған әдебиеттер

Кіріспе

Каталлизаторлар калатикалық процестердің «жүрегі» болып табылады және олардың құрылысы мен селективтілігі, активтілігі мен экплуатациялық қасиеттеріне жататын көп талаптарды орындау керек. Жаңа катализаторларды өндеп шығару үшін оның констукциясы мен өнімділігі, химиялық процес типі мен өндірістік қондырғының типі ескеру керек болады. Шикізатты өңдеуге кеткен шығындарында катализатор аз үлеске ие болады, бірақ, жаңа катализатор жасау мен оны өндіру әдістерінің экономикалық жағын да ескерген жөн.
Жаңа қатты немесе эксплуатациясы жетілдірілген катализаторларды жасау үшін катализаторлардың келесі басты параметрлерін ескеру керек:
• Физика - механикалық;
• Химиялық;
• Эксплуатациялық - экономикалық.
Катализатордың физика - механикалық қасиеттеріне немесе параметрлеріне үйілген тығыздық, шынайы тығыздық, меншікті кедергі, кеуектің орташа көлемі мен кеуектерді радиус бойынша анықтау, фракционды құрамы, кеуектілігі, бөлшектердің өлшемі, аморфтылығы немесе кристалдығы, бөлшектердің формасы, жылу сыйымдылығы немесе бутермотұрақтылығы, улану мен регенерацияға қабілеттілігі.
Катализатордың химиялық параметрлеріне химиялық құрамын, қоспалардың құрамы, активтелуге (протондану, модификациялану) және умен уытталуына қабілеттілігі, қорытпа түзуі, модификация және фаза, қатты катализатордың бетіне активаторлардың енгізуі.

Негізгі бөлім - Катализаторлардың регенерациясы

Өнертабыс мұнай өңдеу саласына, атап айтқанда бензин фракцияларын қайта құрудың катализаторларын қалпына келтіру әдістеріне қатысты.

Реформалау процесі дамыған сайын, катализаторлардың белгілі бір функцияларын реттейтін қоспалар енуіне байланысты катализаторлардың құрамы күрделене түседі.

Риформинг катализаторларының негізі платина болып табылады, ол тасымалдаушы - глинозем бетіне біркелкі таралады. Тасымалдаушының қышқылдылығын арттыру және реттеу үшін катализаторлар құрамына қышқыл промоторы - фтор немесе хлор енгізіледі.

Қазіргі уақытта қолданылатын катализаторлардың көпшілігінде металдың промоутерлері - рений, қалайы, кадмий, мырыш және басқалары бар. Металл промоутерлерінің мақсаты катализаторлардың тұрақтылығын арттыру немесе полициклдік құрылымдарды - кокс прекурсорларын гидрлеу арқылы немесе катализатор бетінде коксті белсенді металдар орталықтарының блоктауының әлсіреуімен және катализаторлардың жалпы кокс сыйымдылығының жоғарылауымен қайта бөлу арқылы жоғарылату болып табылады. Маслянский, Р. Н. Шапиро каталитикалық риформинг бензиндері. «Химия» баспасы, 1985, 94-104 бб. ) .

Риформинг катализаторларының металл орталықтарында, әсіресе құрамында рений бар катализаторларда, нафтенді дегидрлеу мен парафинді дегидроциклдендірудің негізгі реакцияларынан басқа, гидрогенолиз реакциялары жүреді - шикізат көмірсутектерінің метанға дейін ыдырауы, кокс шөгінділері тікелей катализатордың дезактивациясы бар металл орталықтарында. Жаңа және регенерацияланған катализаторларды іске қосу кезінде гидрогенолизді басу үшін оларды күкіртті сутек немесе күкіртті органикалық қосылыстармен өңдейді, бұл реактивтерді тотықсыздану сатысында сутегі бар газ ағынына өлшейді (КСРО патенті N 1094178, 27. 12. 96 п. ) . Кейбір жаңа катализаторлар сульфидті түрінде шығарылады, өндірістің соңғы сатысында күкіртті сутегімен өңделеді.

Құрамында сульфат ионы бар өнеркәсіптік риформингтік катализаторлар кеңінен қолданыла бастады (КСРО патенті N 775880, басылым 07. 02. 83) . Мұндай катализаторлар іске қосылғанда алюминий сульфаты азаяды, нәтижесінде пайда болған күкіртсутек белсенді металл орталықтарын блоктайды және гидрогенолизді тежейді.

Өндіріс кезінде катализаторға енгізілген сульфат ионы алғашқы іске қосылған кезде толығымен пайдаланылады және оны катализаторлар құрамына қайта енгізу керек. Бұл кемшілік ұсынылған әдістің жақын аналогында жойылады (КСРО патенті N 1359957, басылым 27. 12. 96 - прототип) .

Прототипке сәйкес катализаторды регенерациялау әдісі 1 суретте көрсетілген. Барлық регенерация процесі шартты түрде 8 кезеңге бөлінеді, ал катализаторды күкірті бар қосылыстармен өңдеуді алғашқы жеті кезеңнің кез келгенінде жүргізуге болады, осылайша бүкіл цикл аяқталғанға дейін қалпына келтірілген катализатор құрамында сульфатталған алюминий оксиді болады. келесі реакция схемасы:

Сурет 2

Сонымен, егер катализаторды күкіртті органикалық қосылыстармен (R1-S-R2) өңдеу не қоректендіру циклінің соңында, не сутектің активтену сатысында жүргізілсе (сурет 1, поз. 1-2), онда күкіртті сутек түзіледі, ол металда (Pt, Re) және алюминий оксидінде адсорбцияланады. Кокс күйіп кеткен кезде күкірт күкірті күкірт оксидтерінің түзілуімен және оларды тасымалдағышпен бекітумен тотықтырылады.

Тотығу сатыларында (1-сурет, поз. 4-6) катализаторға жанып, тасымалдаушымен тікелей бекітіліп, әртүрлі күкіртті қосылыстарды, соның ішінде оксидтерді беруге болады. Сондай-ақ, азот айналымы кезінде катализаторды сатысында күкіртсутек (1-сурет, 3-тармақ) немесе сатысында күкірт оксидтері беріле отырып, аралық кезеңдерде өңдеуге болады (1-сурет, 7-тармақ) .

Тотығу сатысында катализаторларды күкірттендіру (1-сурет, поз. 4-6) күкірт қосылыстарының дисперсті жеткізілуін қажет етеді және катализаторлардың айналмалы немесе ленталы пештеріндегі реакторлардан тыс регенерациясы кезінде жүзеге асырылуы мүмкін.

Риформинг қондырғыларында катализаторды сутегі активтендіру сатысында қоректендіру циклінің соңында күкіртті сутегімен немесе күкіртті органикалық қосылыстармен өңдеудің нұсқалары қолданылады (1-сурет, 1-2-тармақ) .

Бұл әдістің кемшіліктері: регенерацияның келесі тотығу кезеңдерінде (коксты жағу, 300-500oC, 60-80 сағат; тотығу хлорлау, 500-520oC 4-8 сағат; тотықтырғыш күйдіру 520oC, 4-8 сағат) күкірт оксидтері пайда болды. адсорбцияланған күкіртті сутектің жануы кезінде олар алюминий оксидімен сіңіп қана қоймай, регенерация газдарымен едәуір алынады.

Бұл жағдайда катализатордың азаюына дейінгі сульфат ионының концентрациясы жеткіліксіз.

Осы өнертабыстың мақсаты платина немесе платина және метал промоторлары, галоген және тасымалдаушы - глинозем немесе сульфатталған алюминий оксидінен тұратын риформингтік катализаторлардың белсенділігі мен тұрақтылығын арттыру болып табылады.

Бұл мақсат катализаторларды регенерациялау, соның ішінде сутекті активтендіру, коксты жағу, тотықтырғыш хлорлау, тотықтырғыш кальцилеу және катализаторларды катализатордағы сульфат ионының концентрациясына жеткенге дейін сатылардың бірінде күкірті бар қосылыстармен өңдеумен қалпына келтіру арқылы жүзеге асырылады.

Сурет 2

Бұл жағдайда катализатордың азаюына дейінгі сульфат ионының концентрациясы жеткіліксіз.

Үшінші әдіс төменде келтірілген (2-кестені қараңыз) .

1-мысал.

Өндірістік үш реакторлы каталитикалық риформинг қондырғысында 1-кестеде көрсетілген катализаторлардың аралас жүктемесі қолданылады.

Қондырғы зерттеу әдісіне сәйкес орташа октан саны 93, 2 балл болатын катализат өндірісін қамтамасыз ететін режимде жұмыс істейді.

Өңделген шикізаттың орташа сипаттамалары: қайнау диапазоны 90-175oC, хош иісті құрамы 8, 0 масс. %, Нафтендер 33, 0 масс. %) Парафиндер 59, 0 мас. %; октан саны 56 балл; күкірттің мөлшері 1 мг / кг-нан аз.

Реформалаудың технологиялық режимі: қысым 25 кг / см2, шикізаттың шығыны 160-170 м3 / сағ, айналымдағы сутегі бар газдың шығыны 200-220 мың нм3 / сағ. Циклдің басында (алғашқы 10 күн) реакторларға кіретін жердегі температура 492 ° C, айналымдағы HSG-дегі сутегі концентрациясы көлем бойынша 82%, ал катализат шығымы 85, 0% -ды құрады.

Октан санын тұрақты деңгейде ұстап тұру үшін катализатор таусылатындықтан, реакторларға кіретін температура 505 ° C-қа дейін көтеріліп, сутегі концентрациясы 72-ке дейін төмендейді%, ал катализат шығымы 83. 0 вт-қа дейін төмендейді. . %.

11 ай жұмыс істегеннен кейін қондырғыда катализатордың жоспарлы регенерациясы жүзеге асырылады.

Беруді 450 ° С-та тоқтатқаннан кейін катализатор циркуляциясы бар сутегі бар газбен өңделеді, температурасы 480 ° С дейін көтеріледі, содан кейін қондырғы салқындатылады, HSG азотпен ауыстырылады, температура қайтадан 350 ° дейін көтеріледі C, ауа жеткізіледі, ал кокс температура біртіндеп 500 ° C дейін көтеріле отырып жағылады.

Коксты күйдіргеннен кейін реакторлардағы катализатор салқындатылады, азотпен тазартылады, ал риформинг бөлімі жөндеуге жабылады.

Жөндеу жұмыстары аяқталғаннан кейін реакторлар азотпен тазартылады, құрамында сутегі бар газ толтырылады, газ айналымы кезіндегі температура 400 ° C дейін жоғарылайды және осы температурада катализатор күкірттеледі. 460 литр күкірті бар реагент - диалкил дисульфидтерінің қоспасы, R1-SS-R2 (TU 38. 4018-87, тығыздығы 1, 13 г / см3, күкірттің мөлшері 40 вт% немесе 0, 45 кг / л) . Күкірт бойынша реактивтің дозасы реакторлардағы катализатордың салмағына байланысты 0, 3% құрайды.

Күкірттеніп, катализаторды салқындатқаннан кейін, HSG азотпен ауыстырылады, ауа 300 ° C-де беріледі және температура 500-520 ° C дейін көтеріліп, оттегінің концентрациясы 10 vol. % -Ке тең болады. Бұл жағдайда катализаторды тотықтырғыш хлорлау жүзеге асырылады. 3-4 сағат ішінде әр реакторға кіретін кезде төрт хлорлы көміртекті әр реактордағы катализатордың салмағына қарай 1% хлормен қамтамасыз ету мөлшерінде мөлшерледі. Содан кейін 520 ° C температурада және оттегінің концентрациясы 10%. % Болғанда, катализатордың тотықтырғыш күйдірілуі катализатордың жалпы салмағына негізделген 0, 2% хлордың бірінші реакторы арқылы мөлшерлеме арқылы жүзеге асырылады. Кальцинацияның ұзақтығы - 6 сағат.

Кальцинация аяқталғаннан кейін температура 100 ° C дейін төмендетіліп, жүйені азотпен жуады, азотты HSG-мен алмастырады, катализаторды азайтады және қоректендіреді.

Қоректендіру циклінде қондырғы жоғарыда сипатталғандай режимде жұмыс істейді (қысым 25 кг / см2, көлемдік беру жылдамдығы 1, 5 сағ-1, HSG айналым жылдамдығы - сағатына 1200 нм3 / м3 катализатор) .

Циклдың ұзақтығы 12 айды құрады, орташа октан саны 93, 5 баллды құрады.

Цикл басындағы реакторларға кіретін жердегі температура 495 ° C, 510 ° C соңында цикл басындағы сутегі концентрациясы - 80%. %, Соңында - 68%. . Цикл кезінде катализатор шығымы 85, 5% -дан 82, 5% -ке өзгерді.

Сонымен, катализаторлардың жаңа заряды бойынша бастапқы белсенділігі - октан саны 93, 5 балл болатын катализат алу температурасы - 492оС, ал катализатордың тұрақтылығы - риформинг температурасының көтерілу жылдамдығы - 1, 2 градусқа тең болды / ай.

Ұсынылған әдіс бойынша қалпына келтірілген катализатордың бастапқы белсенділігі 495оС, тұрақтылығы айына 1, 25 градус болды.

2-мысал.

Реформатордағы катализаторлардың регенерациясы 1-мысалда көрсетілгендей бірізділікпен жүзеге асырылады, тек катализаторларды диалкил дисульфидтер қоспасымен активациялау тұрақты 400 ° С температурада емес, температурада жүзеге асырылады. 400-200 ° C аралығында. Реагент бірінші реактор арқылы беріледі және 6 сағат ішінде бірінші реактордағы температура 400-ден 300 ° С-қа, ал екінші және үшінші реакторларда 400 ° С-тан 200 ° С-қа дейін төмендетіледі. Күкірттің жалпы дозасы 1-мысалда сақталады, катализатордың 0, 3% салмағына тең.

Шикізат циклында зауыт 1 мысал режимінде жұмыс істейді.

Цикл уақыты 14 айды құрады, орташа октан саны 93, 5 баллды құрады. Цикл басындағы реакторларға кіріс кезіндегі температура 490 ° C, цикл аяқталғаннан кейін 505 ° C цикл басталған кезде циклдың басында сутектің концентрациясы 84 вольт%, цикл соңында 75 т. %, Цикл басында катализаттың шығымы 85, 5%. %, Цикл соңында 83, 5%.

Осылайша, катализаторларды 400-200oC ұсынылған температура диапазонында күкірттеу бастапқы реформаторлық температураны 490oC дейін төмендетуге және катализатордың дезактивация жылдамдығын айына 1, 1 градусқа дейін төмендетуге көмектеседі.

3-мысал.

Риформинг қондырғысында катализатор зарядының регенерациясы 2-мысалда көрсетілгендей бірізділікпен жүзеге асырылады, тек катализатордың айналмалы HAG ортасында күкірттенуі хлордың тотығу сатысынан кейін ғана жүзеге асырылады

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.