ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Анализ цеолитных катализаторов из "Химия цеолитов и катализ на цеолитах Том2" Химический анализ. Химический анализ катализаторов обычно проводится с тем, чтобы определить содержание окислов алюминия (А12О3), кремния (ЗЮа), натрия (КагО), редкоземельных элементов ((РЗЭ)зОз), аммиака (МНз), а также некоторых анионов, в частности сульфатов, нитратов или хлоридов (864, N02 или С1), которые попадают в катализатор во время обмена или отмывки. Наиболее важно определить содержание натрия и окислов редкоземельных элементов, поскольку термическая и гидротермальная стабильность большинства цеолитных катализаторов зависит от содержания этих двух компонентов. Методы определения этих элементов описаны в литературе [37, 38]. [c.243] Определение физических свойств. Наиболее важными физическими свойствами катализаторов, которые определяются при их рутинном анализе, являются удельная поверхность, удельный объем пор, распределение пор по размерам, прочность на истирание, гранулометрический состав и, наконец, термическая и гидротермальная стабильность. Для оценки качества промышленных катализаторов часто гораздо важнее знать их физические свойства, а не химический состав (хотя во многих отношениях они взаимосвязаны). [c.243] Как и химические анализы, физические методы исследований основаны на методиках, разработанных для аморфных катализаторов, подробное их описание можно найти в литературе [3, 25, 37, 39]. Ниже мы кратко остановимся только на наиболее существенных особенностях определения механической прочности, плотности и гранулометрического состава. [c.243] Прочность, плотность, гранулометрический состав и проблема удерживания частиц катализатора в установках для крекинга. [c.243] Для характеристики плотности катализаторов применяют понятие истинной и средней насыпной плотности. Истинная плотность р представляет собой сумму отношений массы каждого окисла, входящего в состав катализатора, к объему окисла без учета объема пор. В отличие от истинной средняя насыпная плотность р служит косвенной характеристикой пористости катализатора. При обсуждении вопроса об устойчивости катализаторов против выбросов во внимание принимается величина р . Правда, если гранулометрический состав катализаторов неоднороден и его трудно предсказать заранее, зависимость между р и пористостью (или объемом пор) становится очень неопределенной. Поэтому определение р часто проводят при максимально уплотненном слое катализатора. Определяют по следующей методике. [c.244] Если определяется насыпная плотность порошка в уплотненном состоянии, катализатор, насыпанный в мерный цилиндр, предварительно уплотняют на вибростоле. [c.245] Гранулометрический состав. При описании методов приготовления катализаторов в разделе о распылительной сушке были перечислены основные факторы, влияющие на гранулометрический состав цеолитных крекирующих катализаторов. В образце, прошедшем рас-пыЛкИтельную сушку любого типа, распределение частиц по размерам описывается симметричной кривой с максимумом. Однако оптимальное распределение частиц в промышленных установках крекинга нельзя заранее задать какой-то одной кривой, так как оно зависит не только от гранулометрического состава свежего катализатора, но и от конкретных особенностей каждой установки и способа образования кипящего слоя. Поэтому обычно в промышленности катализаторы выпускают с широким фракционным составом. Гранулометрический состав катализаторов определяют разными методами, но наиболее распространен ситовой анализ. Проводится он следующим образом [37]. [c.245] Эти же результаты можно выразить в форме процентного содержания фракций с размером частиц, меньшим данной величины. Например, процентное содержание фракции с частицами размером меньше п микрон равно 100 5, где суммарное процентное содержание фракций, оставшихся на каждом из сит. [c.245] По кумулятивной гранулометрической кривой, выбрав определенную крупность, можно сразу узнать содержание фракций с частицами меньших размеров. Средний размер частиц равен такой величине п (в микронах), которая соответствует 50%-ному содержанию фракций с частицами, размер которых меньше п. [c.245] Компания Davison выпускает крупно-, мелко- и среднезернистые цеолитные крекирующие катализаторы с матрицами различных типов. Результаты микроситового анализа типичного катализатора приведены в табл. 11-5. [c.245] Особое значение имеет содержание фракций с частицами размером 0—20 и 0—40 мкм. Характер распределения частиц по размерам зависит вообще не столько от состава катализатора, сколько от условий приготовления, в частности от условий распылительной сушки. [c.246] В настоящее время режим эксплуатации промышленных крекинговых установок определяется не только необходимостью получения целевых продуктов, но и все возрастающими требованиями к чистоте сбросов. Наиболее жесткие ограничения касаются концентрации вредных газообразных отходов (ЗОг, N0, НОз и т. д.) и твердых частиц (в основном катализаторной пыли). Хотя на нефтеперерабатывающих заводах большую часть пыли улавливают в первичных или вторичных циклонах, соединенных с регенераторами, выбросы иногда превышают допустимые нормы. [c.246] Потери катализаторной пыли можно уменьшить, повысив механическую прочность и плотность катализатора и снизив до минимума содержание фракции с размером частиц 0—40 мкм. Однако в вопросе о количественном взаимоотношении этих факторов ясности пока нет. Разработан метод [42], позволяющий оценить значение отдельных свойств катализатора. Он основан на модели, аналогичной модели, предложенной Зензом и Уэйлом [41]. [c.246] Если учесть влияние гравитационных сил на перемещение вверх частиц различного размера и плотности и исходить из второго закона Ньютона Р=та), то интенсивность выноса частиц (т. е. потеря катализатора из установки) пропорциональна второй критической скорости. [c.246] Если по этой формуле построить графики и, пренебрегая изменениями скорости воздуха, проследить, как влияет на вынос изменение плотности частиц, то окажется, что увеличение плотности катализатора отражается главным образом на скорости более крупных частиц и в меньшей степени на частицах размером до 30 мкм. Несколько изменив уравнение (1), можно привести его к такому виду, когда станет явным влияние коэффициента подъемной силы на скорость частиц различного диаметра. Графический анализ показывает, что уменьшение подъемной силы приводит к резкому падению скорости движения частиц, а у частиц диаметром 130 мкм она может упасть до нуля однако и при таких условиях частицы размером 30 мкм могут обладать достаточной скоростью и выноситься за пределы аппарата. [c.247] Вернуться к основной статье