Катализаторы процессов выжигания углеводородов

Реакционный узел при одностадийном процессе (рис. 144) включает ряд блоков, состоящих из 5—8 горизонтальных реакторов со стационарным слоем катализатора. Каждый реактор работает периодически, по регенеративному принципу использования тепла. В период выжигания кокса и регенерации катализатора последний разогревается до 600°С. Затем следуют эвакуация газов сгорания при помощи вакуума (1,5—2 мин) и дегидрирование, когда тепло насадки используется для проведения эндотермического процесса и она охлаждается до минимально допустимой температуры (580 °С). После этого реактор продувают перегретым водяным паром для вытеснения углеводородов (1,5—2 мин) и вновь проводят регенерацию катализатора. Чтобы охлаждение в период дегидрирования происходило не слишком быстро, к катализатору добавляют гранулы прокаленного глинозема, играющего роль аккумулятора тепла. Но и в этом случае стадии дегидрирования и регенерации длятся всего по 5—9 мин с общей длительностью цикла работы реактора 15—20 мин. Все переключения потоков проводятся автоматически и благодаря наличию в блоке 5—8 реакторов создается непрерывный и постоянный поток исходных веществ и получаемых продуктов. [c.478]

Процесс проводят следующим образом. Воздух, находящийся под давлением 0,5 атм, нагревают до 135-150°С и насыщают нафталином или о-ксилолом так, чтобы соотношение воздух углеводород было ниже взрывоопасного предела и составляло (20 1) - (30 1). Смесь пропускают через трубки теплообменника, заполненные таблетками катализатора, трубки снаружи омывает охлаждающая среда. Температура процесса 315-375°С или даже выше. Эта реакция до некоторой степени напоминает процесс выжигания кокса из катализатора большая часть тепла выделяется в ограниченном слое катализатора. Иногда часть выходящего газа возвращают в цикл, чтобы расширить зону окисления и улучшить условия отвода тепла /14/. [c.305]

Слой углерода на зернах никелевого катализатора значительно снижает его активность, но в процессе конверсии углеводородов с добавлением необходимого количества окислителей при температурах 800° С и выше углерод газифицируется, и активность катализатора восстанавливается. При 600° С первоначальная активность катализатора в процессе паровой конверсии углеводородов не восстанавливается вследствие малой скорости реакции взаимодействия углерода с водяным паром. При этой температуре необходимо выжигание выделившегося углерода воздухом. [c.80]

Схема процесса показана на рис. П1-10. Природный газ или газ переработки нефти, предварительно очищенный от сернистых соединений, подается в реактор 1, где на движущемся слое катализатора происходит разложение углеводородов. В выходящем из реактора газе содержится около 93% водорода и метан (в качестве основной примеси). Углерод, образующийся по реакции (1-16), отлагается на катализаторе. Из реактора катализатор направляется в регенератор , куда подается воздух для выжигания углерода. Выделяющееся при этом тепло превышает расход тепла в реакторе на разложение углеводородов. Дымовые газы, содержащие СО, могут быть использованы в качестве топлива. [c.122]

Бедный криптоновый концентрат с содержанием 0,1—0,2% криптона и ксенона поступает из испарителя криптоновой колонны (см. рис. 3. 9) в газгольдер /, откуда засасывается компрессором 2, сжимается до давления 5 ат и через влагоотделитель 3 поступает в каталитическую печь 4, где при температуре около 700° С происходит выжигание углеводородов с образованием воды и углекислоты катализатором этого процесса является гранулированная окись меди с развитой поверхностью. В скрубберах 5 щелочным раствором поглощается углекислота, а в баллонах 6 с каустиком — влага. В каталитической печи 7, работающей при тех же параметрах, что и печь 4, производится вторичное выжигание углеводородов с последующей очисткой концентрата от влаги и углекислоты в баллонах 8 с каустиком. Затем концентрат направляется в блок глубокого охлаждения, где расположены теплообменник 9 и ректификационная колонна 10, давление в которой поддерживается равным 2,5 ат. Колонна работает в режиме полунепрерывной ректификации в нее непрерывно поступает бедный криптоновый концентрат, охлаждающийся в теплообменнике 9, и из колонны непрерывно отводится дистиллят — кислород, из которого извлечены криптон и ксенон криптон и ксенон накапливаются в кубе колонны Ю, откуда богатый концентрат (криптоно-ксеноновая смесь с примесью кислорода) отводится периодически. Дистиллят колонны 9, содержащий небольшое количество криптона, возвращается в первую криптоновую колонну (см. рис. 3. 9) во избежание потерь криптона. [c.129]

Выжигание кокса в промышленных аппаратах осуществляется и в движущемся слое контактного материала. Такой способ регенерации используется для восстановления активности быстро отравляющихся катализаторов и для ввода тепла в тех случаях, когда осуществляемый химический контактный процесс сильно эндотермичен. Например, для процессов глубокого разложения углеводородов, протекающего при высоких температурах, необходимо большое количество тепла, ввод которого может быть осуществлен путем подачи в реактор потока контактного материала, нагретого за счет окисления отложившегося на его поверхности кокса. [c.322]

Различные компоненты кокса выжигаются с различной скоростью. Так, легкие углеводороды быстро удаляются из зерна катализатора при регенерации. Углерод крайне медленно выжигается. Часто, особенно при постановке исследований, скорость регенерации характеризуют содержанием именно углерода, а не общим содержанием кокса в катализаторе. Строго говоря, регенерация не является обычным горением, а представляет собой сложный химико-технологический процесс. Применение термина выжигание в данном случае несколько условное. На регенерацию катализатора в кипящем слое влияют ряд факторов. К основным пз них, определяющим скорость процесса регенерации, относятся [c.240]

Кокс, откладываясь на поверхности контакта, вызывает его дезактивацию, что приводит к необходимости периодической регенерации катализатора, заключающейся в выжигании кокса в токе кислородсодержащего газа.Таким образом, в процессе каталитического дегидрирования катализатор периодически подвергается влиянию восстановительной и окислительной сред. Катализаторы дегидрирования углеводородов содержат, большей частью, окислы металлов переменной валентности. Поэтому следует учитывать, что образующиеся при регенерации высшие окислы должны в условиях восстановительной среды дегидрирования переходить в низшие окислы. [c.149]

Дивинил, выделенный из смеси, подается на дополнительную очистку (на рисунке не показано) и затем на полимеризацию, а непрореагировавшая бутан-бутиленовая смесь с установки выделения дивинила возвращается вновь на дегидрирование, смешиваясь со свежим бутаном. Выделенная на газоразделительной установке амиленовая фракция, содержащая углеводороды с пятью атомами углерода, направляется на дальнейшую переработку, а легкая метано-водородная фракция используется обычно как топливный газ. Процесс дегидрирования продолжается не более 15 мин., после чего реактор должен быть переключен на регенерацию катализатора. Регенерация производится путем подачи в реактор горячего воздуха и выжигания отложившегося на катализаторе кокса,. По окончании регенерации оставшийся в реакторе воздух удаляют, присоединяя аппарат к линии вакуума, и реактор вновь переводят на контактирование (дегидрирование) бутан-бутиленовой смеси. [c.130]

В процессе дегидрирования парафинов и олефинов на алюмохромовых катализаторах происходит периодическое понижение их активности. Обычно это объясняется тем, что углерод, образующийся в результате превращения углеводородов при контактном процессе, отлагается на поверхности катализатора, препятствуя этим процессу дегидрирования. Для возобновления активности катализаторы подвергаются регенерации продувкой воздухом или кислородсодержащим газом для выжигания углерода, а конец регенерации определяется по отсутствию углекислоты в отходящем газе. [c.267]

Углеотложение. В отличие от крекинга углеводородов, скорость которого определяет избирательность процесса дегидрирования, зауглероживание катализатора может влиять на его активность, что вызывает необходимость периодической регенерации, т. е. выжигания отложившегося угля . Способ технологического оформления процесса регенерации является одним из отличительных признаков разных методов дегидрирования [10]. В связи с этим исследование углеобразования в процессах дегидрирования представляет не только теоретический интерес, но и важно в практическом отношении. [c.62]

Нужно сказать, однако, что среди разнообразных процессов ароматизации наиболее важное практическое значение пока имеют бескислородные варианты. К числу их относится прежде всего процесс дегидроконденсации парафиновых и алкилароматических углеводородов над окисными (главным образом алю-мо-хромовыми) катализаторами [29], сопровождающийся стадией выжигания кокса и реокисления окислов, что достигается периодическим продуванием разогретого катализатора воздухом. Считается [30], что процесс дегидроконденсации представляет собой многостадийную последовательную. реакцию, протекающую по схеме [c.94]

При конденсации ароматических углеводородов происходит коксо-образование с отложением кокса на поверхности катализатора, что снижает его активность, так как затрудняет адсорбцию углеводородов на поверхности катализатора. Активность катализатора может быть восстановлена выжиганием кокса в присутствии воздуха при 550—600 С. Регенерация катализатора циклически чередуется с крекингом. В промышленности в зависимости от состояния слоя катализатора различают каталитический крекинг со взвешенным или кипящим слоем и с движущимся катализатором. Наибольшее распространение вследствие высокой интенсивности процесса и легкости регенерации катализатора получил крекинг с кипящим слоем катализатора (рис. 99). [c.220]

В секциях крекинга и регенерации осуществляются основные процессы, причем катализатор используется не только для ускорения реакций превращения углеводородов, но и для переноса тепла, выделяющегося при выжигании кокса, из регенератора в реактор. Непрерывная циркуляция катализатора является характерной для таких установок. При циркуляции катализатор вступает в контакт с различными средами в реакторе — с сырьем, продуктами реакции и водяным паром, в регенераторе — с воздухом и продуктами сгорания кокса. Температура катализатора меняется по ходу циркуляции, в частности в реакторе она понижается, а в регенераторе повышается. На установках разных систем применяют различные схемы циркуляции катализатора между реактором и регенератором. Приведем описание шести наиболее распространен ных схем, иллюстрируемых пятью рисунками. [c.76]

В процессах каталитического крекинга нефтепродуктов при дегидрировании углеводородов (например, бутана) с применением пылевидных катализаторов отходящие газы необходимо очищать для возврата в производство катализаторов и предотвращения загрязнения атмосферного воздуха. На заводах синтетического каучука применяется хромоалюминиевый катализатор, который восстанавливается в регенераторах путем выжигания кокса при подаче воздуха. Недостающее тепло для нагрева катализатора получают сжиганием топливного газа в присутствии соответствующего количества воздуха. Отходящие дымовые газы очищаются в циклонах и с температурой 650° С поступают в котел-утилизатор, где охлаждаются до 300° С, затем направляются в скруббер-увлажнитель для дополнительного охлаждения до 200° С. [c.255]

Снижение активности в течение 15-минутного цикла дегидрирования углеводородов вызвано снижением температуры в реакторе при адиабатическом протекании эндотермического процесса дегидрирования и отчасти отложением кокса на катализаторе [170, 171, 352]. Основным источником кокса при дегидрировании бутиленов в бутадиен в промышленных условиях является бутадиен. Необратимое снижение активности катализатора связано с уменьшением удельной поверхности в результате протекания процессов спекания [184]. Спеканию способствуют перегревы катализатора в период регенерации при выжигании кокса с поверхности катализатора [353]. [c.84]

Кроме термического крекинга, источником олефинов является также каталитический крекинг, при котором они получаются в больших количествах. Каталитический крекинг получил быстрое и широкое распространение под влиянием потребностей военного времени, поскольку он давал хорошие выходы высокооктанового бензина, являющегося основньш компонентом авиационного топлива с октановым числом 100. Каталитический крекинг заключается в нагревании паров нефтепродукта при умеренной температуре (450°) и низком давлении (1—15 ama) в присутствии естественного или синтетического алюмосиликатного катализатора. Существуют три способа проведения этого процесса. По одному из них пары углеводородов пропускают через неподвижный слой катализатора (процесс Гудри). При втором способе очень тонко измельченный катализатор, будучи взвешен в горячих парах углеводородов, увлекается ими в направлении их движения (процесс с текучим катализатором). По третьему способу катализатор в виде гранул механически передвигается в реакционной зоне противотоком к движению паров углеводородов (процесс термофор). Во всех случаях на катализаторе отлагается кокс, который приходится удалять выжиганием в токе газа, содержащего кислород в процессе Гудри выжигание проводят периодически, в процессах с псевдоожиженным слоем катализатора или с движущимся слоем (процесс термофор) — непрерывно. Полученный крекинг-бензин содержит большое количество сильно разветвленных парафинов, благодаря чему он и обладает высоким октановым числом. Как и следовало ожидать, принимая во внимание мягкие условия крекинга,, этилен присутствует в газах в очень небольшом количестве в основном крекинг-газы состоят из С3- и С4-углеводородов. Бутан-бутиленовую фракцию крекинг-газов в США используют для производства дивинила, необходимого для промышленности синтеаического каучука, а также для получения изооктана (гл. 12, стр. 208 и сл.). [c.110]

Процесс получения криптоно-ксеноновой смеси из концентрата предусматривает очистку последней от метана и других углеводородов путем их окисления на катализаторе. На установках УСК-1М и УСК-1 выжигание углеводородов производят на активном оксиде при температуре в печах выжигания 933—903 К (660—630 °С). Очистку концентрата после печей от влаги и диоксида углерода, образовавшихся при сгорании углеводородов, производят на современных установках в цеолитовых блоках очистки. Требования к процессу выжи- [c.55]

Процесс проводят пр ч 550—575° и 3—10 ата с объемной скоростью, обеспечивающей степень i ревращения около 22% за один проход. Катализатор помещают внутри 1рубок конвертора, нагреваемого рециркулирующими топочными газами. В процессе дегидрирования на катализаторе быстро о глагается уголь, а поэтому необходимо работать на двух параллельно соединенных реакторах, в которых попеременно чередуются рабочий цикл и цикл регенерации катализатора. Последний регенерируют выжиганием угля кислородом воздуха. Рабочий цикл и цикл регенерации занимают По 1 часу. Требования к материалу трубок реактора очень жесткие они бывают удовлетворены применением высоколегированных хромонииелевых сталей (27% хрома и 8% никеля). Выход бутиленов, считая на превращенный бутан, равняется 85% потери бутана при реакции почти поровну распределяются на образование более легких углеводородов и на отложение угля. [c.132]

Исследование процесса выжигания в присутствии различных контактных материалов показало, что наиболее активными катализаторами являются марганцевая руда, промотированная серебром (катализатор, разработанный в Институте физической химии АН УССР), и та же руда, не содержащая серебра. При содержании метана — наиболее трудно окисляющегося углеводорода—до 0,10—0,15 об. % (2100—3200 жидкого оГ [c.92]

IV. Высокотемпературная деструктивная гидрогенизация (гидроароматизация) рафината с температурой кипения до 300° смеси среднего масла смолы и гидрогенизата вакуум-дистиллята в присутствии технического катализатора процесса ДВД — МоО,з + АЬОз под давлением 100 ат, при 515 —525° и объемной скорости 0,6—0,7 кг/л-час рабочей смеси из 45—50% рафината и 55—50% возвратного масла, кипящего выше 200° (в качестве варианта схемы возможно выведение возвратного масла из процесса и самостоятельное использование его как высокоароматизированного углеводородного дистиллята). Выход гидрогенизата с температурой кипения до 200 применительно к продуктам переработки смолы черемховских углей составляет 81—82% от исходной смеси среднего масла и гидрогенизата содержание ароматических углеводородов в гидрогенизате — 50—55%, расход водорода — 2,4%. Процесс осуществляется по сменно-циклической схеме с длительностью рабочего цикла около 120 часов, причем кокса образуется 0,05% от веса сырья или около 6% от веса катализатора. Регенерация последнего производится выжиганием кокса воздухом, разбавленным инертными газами. [c.47]

В другом процессе, где источником кислорода также является воздух, применяются такие псевдоожиженные термостойкие материалы, как окиси алюминия, магния или кремния. Этуэлл [3] нагревал термостойкий материал до 1093° С, продувая воздух для выжигания остаточного углерода, отложившегося на термостойком материале во время последую-ш,их операций, и добавочный топочный газ. Горючий твердый материал поступает затем в псевдоожиженный слой никелевого катализатора вместе с предварительно нагретым метаном, паром и двуокисью углерода. Это тепло горячего термостойкого материала используется для эндотермической конверсии метана в синтез-газ. Способ отделения никелевого катализатора от термостойкого материала основан на разнице в размерах их частиц (частицы термостойкого материала меньше по величине). Частицы термостойкого материала выдуваются из слоя катализатора, состоящ его из более крупных частиц. При этом возникает другая трудная технологическая задача — транспортировка горячего твердого материала, тем более, что при необходимости работать при 30 ат уменьшение скорости реакции [21] обусловит потребность в более высоких температурах для данной конверсии. Гомогенное частичное окисление метана кислородом представляет интерес для промышленности с точки зрения (I) производства ацетилена и в качестве побочного продукта синтез-газа [5, 10, 7, 12, 2 и (2) производства синтез-газа в качестве целевого продукта при давлении около 30 ат [19, 12, 2]. Для термического процесса (без катализатора) необходима температура около 1240° С или выше, чтобы получить требуемую конверсию метана [19]. Первичная реакция является сильно экзотермической вследствие быстрой конверсии части метана до двуокиси углерода я водяного пара [22]. Затем следует эндотермическая медленная реакция остаточного метана с двуокисью углерода и водяным паром. Для уменьшения расхода кислорода на единицу объема сиптез-газа в-Германии [7] для эндотермической асти реакции применяются активные никелевые катализаторы. В Соединенных Штатах Америки приняты некаталитические реакции как часть гидроколь-процосса [19, 2] для синтеза жидких углеводородов из природного газа. [c.314]

Регенерация катализатора. По окончании никла реакции катализатор теряет активность вследствие отложения на нем кокса. Процесс регенерации осуп],ествляется поэтапно. Сначала прекращается прием сырья на установку. Блок гидроочистки и блок стабилизации отключаются. Циркуляция водородсодержащего газа в блоке платформинга продолжается для промывки системы от углеводородов. Далее постепенно сокращается подача топлива в форсунки печи платформинга до полного отключения. Система постепенно охлаждается до 200°С, и циркуляция водородсодержа-, щего газа прекращается. Водородсодержащий газ сбрасывается через редукционные клапаны в топливную сеть. Из реакторов остаток паров углеводородов отсасывается вакуумным насосом. Затем система продувается инертным газом в атмосферу. После продувки система заполняется инертным газом до давления 1 МПа, включается циркуляционный компрессор и реакторный блок постепенно разогревается при постоянной циркуляции инертного газа. При 250 °С к инертному газу добавляется воздух в таком количестве, чтобы концентрация кислорода в инертном газе не превышала 0,57о (об.) в начале регенерации и 2% (об.) в конце регенерации. Выжигание кокса проводится в две ступени первая ступень при 250—300°С, вторая при 380—400°С. После окончания выжигания кокса катализатор прокаливают при 500 °С. Затем систему охлаждают, циркуляцию инертного газа прекращают и сбрасывают его в атмосферу. После этого снова продувают систему водородсодержащим газом. [c.254]

Сера и азот. Серу- и азотсодержащие органические соединения в тех или иных количествах всегда присутствуют во всех типах сырой нефти и, попадая на катализатор, дезактивируют его. В процессе крекинга содержание серы и азота в сырье снижается, причем глубина обессеривания и разложения азотистых оснований зависит от активности катализатора и от достигаемой степени переработки сырья [66]. Известно, что азотсодержащие, а в определенной степени и серусодержащие соединения могут хемосорбироваться и отравлять активные центры катализатора и временно снижать уровень первоначальной активности. Кроме того, изучение отравления катализаторов показало, что азот (0,3%), содержащийся во фракциях тихоокеанской нефти, насыщенных ароматическими и нафтеновыми углеводородами, способен уменьшать скорость выжигания кокса, т. е. регенерируемость катализаторов двух различных типов. На тех же катализаторах было обнаружено снижение скорости выгорания кокса при крекинге н-гексадекана, содержащего 0,6% азота в виде хинолина. Скорость выгорания кокса однако не изменилась, если в сырье присутствовало 1,8% серы в виде бензотиофена. [c.275]

В Процессе фирмы Ноиёгу дегидрирование н-бутана проводят в одну стадию при температуре 590—675 °С и давлении 0,5 МН/м (5 атм). н-Бутан подают в систему реакторов со стационарным слоем таблетированного алюмохромового катализатора, смешанного с инертным материалом. Каждый реактор работает 5—10 мин, после чего поток переключают на следующий реактор, а в первом производят регенерацию катализатора. Регенерацию осуществляют путем продувки водяным паром с последующим выжиганием отложений кокса током воздуха. Бутадиен отделяют от бутана и бутиленов с помощью селективной экстракции или экстрактивной дистилляции бутан и бутилены возвращают в цикл. Общий выход бутадиена достигает 60%. Дегидрирование н-бутиленов обычно ведут в присутствии водяного пара, чтобы понизить парциальное давление углеводорода и свести к минимуму коксообразование. [c.131]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология