ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы ТВОРИТЕЛЕМ, В КОТЕЛЬНОЕ ТОПЛИВО С НИЗКИМ СОДЕРЖАНИЕМ СЕРЫ И АЗОТА Требования к катализатору и процессу переработки из "Каталитические процессы переработки угля" Высокое содержание ароматических соединений в различных видах синтетического нефтяного сырья затрудняет его переработку, особенно в парафинистые или дизельные топлива. Оценка молекулярных составов исходного синтетического сырца и трех фракций дистиллятов показывает, что имеется необходимость исследования методов их переработки в трех главных направлениях повышение селективности гидрокрекинга многоядерных ароматических соединений, создание более эффективных процессов гидроочистки (особенно для очистки от соединений азота) и разработка катализаторов, обладаюш,их более высокой каталитической стабильностью. [c.203] К сожалению, было выполнено весьма ограниченное число детальных исследований кинетики каталитического превращения этих больших кольцевидных структур, в основном вследствие экспериментальных трудностей, связанных с быстрой дезактивацией катализатора и с недостаточной достоверностью анализа продуктов. Усовершенствование хроматографической и спектрографической техники [28] в последнее десятилетие позволило достигнуть некоторого прогресса в этой области (получены обнадеживающие результаты). [c.203] Это особенно необходимо для очень активных катализаторов крекинга больших многоядерных соединений, причем более низкие температуры благоприятствуют крекингу посредством реакции конденсации карбоидных радикалов, являющихся зародышами образования углерода. Если требуются высокие температуры, то может оказаться необходимой закалка промежуточных свободных радикалов, которые инициируют конденсацию. Одним из путей, которым это может быть достигнуто, является использование доноров водорода, которые селективно переносят его атомы к этим промежуточным соединениям. О некоторой работе в этой области недавно было сообщено [31] в связи с использованием донора водорода для сероочистки гетероциклических ароматических соединений. [c.204] Для больших молекул типа конденсированных полициклических ароматических и гетероциклических соединений решающим является использование широкопористых катализаторов, что облегчает доступ их к активным местам. Однако при создании и применении материалов с очень большими порами механическая прочность катализаторов резко снижается. Недавнее исследование [32] показывает, что этот недостаток в случае оксида алюминия может быть до некоторой степени исправлен добавлением катионов щелочных и щелочно-земельных металлов. Не ясно, что приводит к улучшению механических свойств, — образование более жесткой кристаллической решетки или увеличение адгезии между частицами, которые образуют структуру оксида алюминия в таблетке катализатора. [c.205] В зависимости от стадии переработки и содержания серы в данной фракции эти вещества могут изменять свою химическую стабильность. В частности, активность металлов и мульти-металлических систем может резко снижаться с ростом содержания сульфидов в реакционной среде, хотя термодинамические расчеты подтверждают, что ультрастабильные интерметаллические соединения Энгель—Брюера, такие как 7гР1з, могут иметь повышенное сопротивление к отравлению серой при низком или умеренном содержании серы (см. разд. 10.2). [c.205] При проведении каталитических исследований на модельных многоядерных ароматических структурах очень важно работать с катализаторами, характеристики которых хорошо изучены. Это означает, что как минимум необходимо выполнять определения общей удельной поверхности, среднего диаметра пор и, желательно, измерения селективной адсорбции (см, разд. 4 и 13.5.1). [c.206] Гидрокрекинг среднего дистиллята и, в частности, тяжелых остатков, которые получают из некоторых видов синтетической нефти, описанных в этой главе, осуществляется благодаря самому характеру системы, образующейся в жидкой фазе. Кроме явления дезактивации катализатора осложнение вызывает его контакт с водородом и высокомолекулярными полиароматичес-кими структурами, приводящий преимущественно к ограничениям массопередачи. Более эффективный контакт может быть обеспечен использованием гомогенных катализаторов (см. разд. 9.6), расплавленных солей (см. разд. 9.7) и сверхкрити-ческих условий (см. разд. 8.3). [c.206] В соответствии с данными Дойла [31], комбинация из совместно действующих кобальтмолибденового катализатора сероочистки и водородного донора (тетралин) повышает скорость сероочистки до уровня выше скоростей, измеренных при отдельном использовании донора или катализатора, что подтверждает перспективность рассмотренного подхода к усовершенствованию сероочистки. [c.208] Гидроденитрогенизация. Проведение этого процесса при очистке от соединений азота преследует две цели предупреждение отравления катализатора в последующих стадиях переработки и уменьщение суммарных выбросов оксидов азота N0 при сгорании конечного топливного продукта. Вторая цель и определила недавно возникший интерес к стадии гидроденитрогенизации. [c.208] Для низкосернистого сырья обеспечение химической стабильности катализатора не является серьезной проблемой. В таких случаях может найти применение ряд металлов, полиметаллические системы и особенно интерметаллические соединения типа соединений Брюера, например гР1з (см. разд. 10.2). [c.208] В соответствии с этими экспериментами соединения азота не только дезактивируют катализаторы в результате их взаимодействия с кислотными активными местами, но также способны увеличивать скорости зауглероживания по отношению к скорости этого процесса Для других многоядерных соединений. Таким образом, если потеря активности катализатора в значительной мере происходит вследствие образования углерода из азотных гетероциклов, то возможно, что наиболее перспективно использование таких катализаторов, которые сохраняют активность при низких температурах. [c.209] Зауглероживание является одной из самых главных причин каталитической дезактивации, особенно в присутствии многоядерных соединений, содержащих атомы азота. Медисон и Робертс [39] наблюдали, что термический пиролиз многоядериых соединений быстрее протекает в жидкой фазе, чем в паровой. При этом выделяется в основном метан, что указывает на деградацию кольцевидной структуры. Установлено также, что структура молекул значительно влияет на скорость образования углерода. Так, соединения, имеющие ядра антрацена или хризена, например бензантрацен, нафтацен и бензопирен, образуют углерод значительно легче, чем такие соединения, как бифенил, нафталин, фенантрен, трифенилен, пирен, флуорантрен и дека-циклен. [c.210] Вернуться к основной статье