ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Пути повышения эффективности процессов дегидрироваТехнологическое оформление процессов дегидрирования из "Химия и технология мономеров для синтетических каучуков" Окисные алюмохромовые катализаторы обладают высокой чувствительностью к влаге, содержание которой в сырье не должно превышать 0,01 %, и сернистым соединениям, максимально допустимая концентрация которых 0,005 %. [c.141] Катализатор работает переменными циклами с непрерывной циркуляцией из реактора в регенератор 15 мин при дегидрировании в восстановительной среде и около 30 мин при регенерации (выгорание углеродистых отложений и кокса, образующихся при дегидрировании) в окислительной среде. За счет десорбции сорбированной влаги и углекислого газа с поверхности катализатора последний во время цикла дегидрирования обладает переменной активностью и селективностью (рис. 30). По мере протекания десорбции, продолжающейся 3—5 мин, активность и избирательность катализатора увеличиваются почти вдвое. Для уменьшения этого периода нестационарности проводят специальную подготовку катализатора, которую стараются совместить со стадией его регенерации. [c.141] Во время регенерации катализатора протекает ряд следующих физико-химических процессов [3, с. 139]. [c.141] Время выгорания угля в условиях стационарной концентрации кислорода составляет 5—8 мин. [c.142] Предполагают, что активность катализатора связана с концентрацией в нем Сг + после регенерации рекомендуют поддерживать концентрацию Сг + на определенном уровне. [c.142] Вычисленное по этому уравнению время окисления катализатора т примерно равно 10 мин. Кажущаяся энергия активации процесса составляет 15,5 кДж/моль. [c.142] Константа скорости десорбции А для данной температуры определяется начальным содержанием воды на катализаторе. Например, при содержании воды на катализаторе 0,1—0,2 мг/г lg Л = = 1680/Т + 0,65 и кажущаяся энергия активации десорбции воды при 600—650 °С составляет 32,1 кДж/моль. [c.142] Из всех трех процессов, протекающих в регенераторе, десорбция воды — процесс наиболее медленный (10—25 мин). [c.142] Хром-кальций-никельфосфатный катализатор дегидрирования олефинов ИМ-2204, обладающий наивысшей активностью и селективностью среди известных аналогов, выпускается в виде цилиндров диаметром 5 мм и длиной 8 мм. Для увеличения механической прочности порошок катализатора перед формованием смешивают с графитом, который до начала работы выжигают кислородом воздуха с постепенным подъемом температуры водяным паром до 600 °С, а поверхность катализатора несколькими циклами обрабатывают паровоздушной смесью при 650—680 °С для формирования оптимальной пористой структуры. [c.143] Катализатор очень активен (конверсия олефинов достигает 40 %) и вследствие этого быстро зауглероживается, поэтому процесс проводят циклами длительностью 15 мин цикл дегидрирования и цикл регенерации с промежуточной продувкой инертным газом. Механическая прочность такого катализатора невелика (около 20 Н на таблетку), и во избежание механического разрушения его предварительно смешивают с теплоносителем в массовом соотношении 1 1. Теплоносителем служит плавленая окись алюминия с плотностью около 3 г/см в виде шариков диаметром примерно 5 мм. Применение такого теплоносителя позволяет аккумулировать теплоту, выделяющуюся при регенерации, а затем использовать ее при дегидрировании. [c.143] Пуск реакторов дегидрирования осложняется закоксовыванием катализатора даже при низких температурах. Поэтому первоначально (300—600 ч) дегидрирование ведут в мягких условиях, несмотря на низкий выход целевых продуктов в этот период. Если допустить образование на катализаторе большого количества кокса, то при регенерации выделяется такое количество теплоты, которое сплавляет катализатор, особенно раздробленную его часть. Это снижает эффективность процесса. При вскрытии реактора дегидрирования неоднократно наблюдалось, что почти весь его объем заполнен плавом катализатора с коксом. [c.143] Другой особенностью катализатора ИМ-2204 является высокая чувствительность к металлам переменной валентности и к высококипящим углеводородам. Поэтому к чистоте сырья и водяного пара из котлов-утилизаторов предъявляются весьма жесткие требования. [c.143] Основная масса мономеров в СССР получается методами деги рирования, поэтому развитие отрасли во многом определяется совершенствованием технологии дегидрирования. Максимальный эффект достигается заменой катализаторов на более активные и селективные. Например, применение катализатора ИМ-2206 вместо ИМ-2204 или К-24 вместо К-22 значительно снижает себестоимость изопрена и стирола. [c.144] В последние годы в промышленную практику широко внедряется гомогенное промотирование гетерогенных катализаторов, а также гомогенное ингибирование коксо- и смолообразования. Это позволяет снизить долю побочных реакций и соответственно повысить селективность процесса в целом. Эффективность процесса повышается и при снижении давления в реакторе (хотя бы до атмосферного) в результате сдвига равновесной реакции дегидрирования вправо. Снижению давления в реакторе способствует и уменьшение газодинамических потерь в трубопроводах. Значительным резервом повышения эффективности процесса дегидрирования олефинов также является снижение объема в реакторах высокотемпературных некаталитических зон, где происходит термический распад олефинов, и улучшение их смешения с водяным паром [16]. [c.144] Вернуться к основной статье