ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Вопросы промышленного катализа из "Катализ в нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности Книга 3 окисление, гидратация, дегидратация и катализаторы крекинга" Существует несколько видов промышленных процессов каталитического крекинга. Большая часть их подробно описана Г. Воджем в VI томе данной серии. Эти процессы имеют много общего. Основные вопросы, относящиеся к изучению катализаторов крекинга, приведены ниже. Однако процессы производства синтетических алюмосиликатных катализаторов крекинга сильно различаются и поэтому описаны более подробно. Такое описание полезно, так как многие исследователи изучали свойства катализаторов, полученных с заводов, не зная методов их приготовления. Ввиду того, что методики приготовления катализаторов очень разнообразны, ожидать одинаковых физических, химических и каталитических свойств алюмосиликатных катализаторов не приходится. Особенно большие различия нужно ожидать между катализаторами, полученными в щелочной и кислой средах. [c.14] Вначале на некоторых установках катализатор находился в камерах или трубах (катализатор с неподвижным слоем), и все вышеописанные операции проводили одна за другой при неподвижном катализаторе. Однако вскоре нашли, что циркуляция катализатора через ряд аппаратов имеет большие преимущества, и в настоящее время крекинг проводится на установках, где катализатор направляется из реактора в стриппер, затем в регенератор и, наконец, обратно в реактор тем самым циркуляция завершается. [c.15] На установках одного типа используется шариковый катализатор, на других (так называемый флюид процесс ) — порошкообразный со сферическими частицами. Форму и размеры частиц подбирают такими, чтобы удовлетворить различным требованиям, предъявляемым при циркуляции катализатора на установке. Микросферы получают распылением сухого шлама осажденного геля. Размер частиц от 20 до 80 мк, средний диаметр около 60 мк. Эти частицы легко перемешиваются газом или паром, проходящим через них, и в таком состоянии вся масса частиц имеет некоторые свойства жидкости. [c.16] Несмотря на то, что полного описания методов приготовления катализаторов не имеется, общее представление по этому вопросу можно получить из патентной и другой литературы. [c.16] В начальный период развития крекинг-процесса производили синтетические алюмосиликатные катализаторы, которые содержали от 10 до 12% окиси алюминия и представляли собой вещества относительно высокого удельного веса. В то время этот состав считался лучшим, так как дальнейшее увеличение содержания окиси алюминия приводило к незначительному повышению активности и, главным образом, к увеличению коксообразования. Так, исследование двух различных групп алюмосиликатных катализаторов с высоким содержанием окиси алюминия не дало положительных результатов. [c.16] Чк катализатора, которые вначале проводились по прописи ЮОП [9]. В первое время выпускались катализаторы сферической формы. [c.17] На заводе Америкен цианамид К° в Мичигане (Индиана) гидрогель 8102 готовят, смешивая разбавленные растворы силиката натрия и серной кислоты в нескольких деревянных емкостях. Затем добавляют необходимое количество растворов сульфата алюминия и аммиака для гидролиза соли. Затем алюмосиликатный гидрогель полностью отмывают от растворимых солей на вращающемся вакуум-фильтре непрерывного действия. Для окончательного приготовления 1 т катализатора требуется около 57 воды высокой чистоты. Отмытый и отжатый на фильтре алюмосиликат смешивают с водой и распыляют в атмосфере горячих дымовых газов в цилиндрической камере. Получающийся обезвоженный микросферический катализатор отделяется от движущегося газа в системе конических циклонов-сепараторов. Затем частицы катализатора разделяют в зависимости от размеров для установок с пылевидным слоем катализатора требуются частицы определенного гранулометрического состава. Тонкая фракция частиц катализатора и частицы, получающиеся при циркуляции, имеют средний размер 40 мк. Для установок без отдельной регенерационн д лававй4ц наиболее подходящий размер частиц 60 мк. [c.17] Ряд взаимосвязанных переменных, таких как концентрация частиц, pH, температура и время определяют степень старения и полимеризации гидрогеля Si02, возможность фильтрования смешанного гидрогеля АЬОз и 8102, а также физические и химические свойства готовых катализаторов [10, 11]. Практические условия приготовления катализаторов крекинга следуюш,ие концентрация 8Юг от 3,5 до 6%, pH = 5,5—8,1 и температура 4,4—38° С. Ион алюминия гидролизованного сульфата алюминия вступает в реакцию с гидроокисью аммония в присутствии гидрогеля 810г, причем конечное значение pH устанавливается от 5 до 5,5. Этой операции давались различные названия, например покрытие окиси кремния окисью алюминия или осаждение окиси алюминия на окиси кремния в качестве носителя . [c.18] Микросферический алюмосиликатный катализатор, выпускаемый в 1951 г. заводом Америкен цианамид К° в Техасе, содержал 12,7% АЬОз, 0,01% Na20, 0,05% РезОз и 0,3% 8О4. [c.18] Разбавленные растворы силиката натрия и серной кислоты вводили в специальный смеситель для образования гидрозоля, который быстро превращался в гидрогель. Далее добавляли необходимое количество водного раствора сульфата алюминия для пропитки гидрогеля. Затем проводили гидролиз добавлением раствора аммиака. Гидрогель АЬОз. 8Юг, содержащий соль и представляющий собой пульну, обезвоживался на барабанном фильтре. После этого пульпу прокачивали под высоким давлением через сопла в аппарат, где она распылялась и высушивалась. Мелкие частицы обезвоживались горячими газами, причем движение частиц и газов было противоточным. Распыленный и высушенный катализатор отмывался от растворимых солей на барабанном фильтре и затем сушился. [c.18] На этой стадии шарики гидрогеля представляют собой натриевую соль алюмосилнкатной кислоты. Так как натрий снижает активность катализатора, его удаляют основным обменом с ионами алюминия. При этом на один эквивалент натрия идет три эквивалента сульфата алюминия. Для этих же целей могут быть использованы кислоты и соли аммония. Далее растворимые соли удаляют промывкой водой в течение 18 ч. Для удаления натрия в промывную воду добавляют вещества, которые его связывают. Для промывки на 1 m получаемого катализатора затрачивается около 66 т дистиллированной воды. Катализатор помещают на листы и сушат два часа при 280° С. Далее в течение 1 ч катализатор сушат нри атмосферном давлении, выдерживая его в паре при 300—350° С. В продолжение всей сушки диаметр шариков катализатора уменьшается до 3 мм. [c.19] Другие методы. В литературе можно найти большое число других методов приготовления алюмосиликатных катализаторов. Некоторые, наиболее отличные друг от друга методы тщательное смешение приготовленных в отдельности и очищенных гидрогеля и гидроокиси алюминия [23] термическое разложение соли алюминия на поверхности ксерогеля окиси кремния [24], гидролиз смесей этйлсиликата с изонронилатом алюминия [25]. Катализаторы готовят также растворением частиц в кислом растворе для получения коллоидных золей, которые остудневают до желаемой стенени при заданных условиях [26]. [c.20] Разнообразные лабораторные методы, применяемые для оценки каталитической активности, являются основой для определения возможности применения катализаторов крекинга в промышленности. Свойства катализаторов (в виде гранул, таблеток и порошка) обычно изучают в небольших реакторах с неподвижным слоем катализатора. В случае пылевидных катализаторов пользуются реакторами, приспособленными для псевдоожиженного слоя. Исследования на неподв11Жном слое катализатора имеют небольшие отличия в аппаратурном оформлении, в способах подачи исходного вещества, в методе определения активности и в оценке реакций по составу полученных продуктов. В табл. 1 приведены данные нескольких лабораторных методов, нашедших широкое применение. [c.20] Исследования, проводящиеся в реакторах с неподвижным слоем катализатора, можно очень условно разделить на две основные группы. [c.20] Индиана (относительная активность). [c.21] ЮОП (относительная активность). . [c.21] Вернуться к основной статье