Дезактивация гранулы катализатора

Дезактивация гранулы катализатора [c.122]

Следует указать, что для расчетов конструкционного оформления реактора процесса, кроме данных по формальной кинетике и дезактивации катализатора, необходимы также сведения по массопереносу как в потоке, так и в порах гранул катализатора. [c.79]

В реакторах с кипящим слоем также происходит увеличение объема и разрушение частиц катализатора, но здесь по крайней мере не может иметь место закупоривание реактора, и процесс не прерывается. Основным недостатком разрушения катализатора является унос его мелких частиц из реактора, и, несмотря на высокую эффективность циклонов, происходит засорение аппаратов, в которые поступает газ из реактора. В настоящее время точно не установлено, ведет ли образование углистых частиц к дезактивации железных катализаторов. Так как реакция протекает в диффузионной области (скорость зависит от размера гранул катализатора), то возможно, что разрушение гранул в некоторой степени компенсирует процесс его дезактивации. [c.178]

А<1 — константа скорости реакции дезактивации при заданных условиях ко, ко —константы скорости второго порядка для реакции перехода углерода в кокс, отнесенные к температурам гранулы катализатора и газового потока [c.13]

Рис. 3.5. Закономерности различных типов дезактивации (буквы у кривых, см> текст) в пористой грануле катализатора [3.8] зависимость доли дезактивированной поверхности от доли сохранившейся активности а

Влияние дезактивации на изменение наблюдаемой скорости реакции при варьировании температуры для различных значений модуля Тиле рассмотрено в работе [3.18]. Результаты этого рассмотрения приведены на рис. 3.7, где в зависимости от температуры отложена отношение скоростей гидрирования этилена на никеле при температуре Т и при 200 К для образцов с различной пористой структурой. Принято, что температурный коэффициент скорости равен 46 кДж/моль. Значения модуля Тиле Ф у каждой кривой даны для 200 К. С ростом температуры его значение, естественно, существенно увеличивается. Кривая А описывает указанную зависимость для реакции без дезактивации (9 = 0) и диффузионных ограничений (Ф = 0), т. е. для катализатора с очень крупными порами. Кривая С получена также в предположении отсутствия дезактивации, но, в противоположность кривой А, для случая сильного диффузионного торможения на грануле катализатора с очень мелкими порами. Меньший наклон кривой С по сравнению с кривой А соответст- [c.57]

Уравнения (5.8), (5.9) и (5.11) могут быть решены при заданных значениях а, р и доли свободной поверхности 1—ф. В этом случае скорость отравления является функцией т и двух разных модулей Тиле — Ф и Фр. Профили а, р и 1— были получены в [5.16] . Соответствующие результаты для Фр==10 приведены на рис. 5.1. При таком высоком значении Фр диффузионное сопротивление настолько большое, что приводит к практически полной дезактивации устьев пор у наружной поверхности гранулы катализатора. Это следует из нижней части рисунка 5.1 1—-ф почти равно нулю при стремлении г/го к единице. Величина Фр = 10 получается в тех случаях, когда константа скорости дезактивации слишком высока для того, чтобы достичь квазистационарного состояния, и (или) при этом очень мала скорость диффузии примеси, выступающей в качестве яда. Хотя такое соотношение реализуется далеко не всегда, проведенный анализ полезен, поскольку показывает общие характерные особенности профиля активности в грануле, которые наблюдаются в определенных условиях. [c.97]

Обычно масштаб времени для процесса отравления много больше, чем для основной реакции, и уравнения материального баланса для сферической гранулы катализатора не содержат члена с первой производной. В предположении, что эффективный коэффициент диффузии реагента А и яда Р не зависят от состава газового потока и степени дезактивации катализатора, эти уравнения имеют вид [c.99]

Несмотря на отсутствие единой точки зрения -на общую теорию дезактивации катализаторов при коксообразовании, имеются определенные успехи в моделировании реакций, сопровождающихся коксоотложением на грануле катализатора. [c.122]

Эти кинетические уравнения входят в уравнение для расчета концентраций А и В внутри гранулы катализатора. Изменением концентрации во времени в результате накопления веществ в ходе дезактивации катализатора можно пренебречь. Это значительно упрощает задачу описания коксоотложения внутри гранулы [c.122]

Результаты, полученные в приближении модели изотермического зерна, приведены на рис. 6.7 в виде зависимости фактора эффективности от значений модуля Тиле Ф для основной реакции. Профили активности 5 для трех значений модуля Тиле при различных временах дезактивации даны на рис. 6.8. При малых значениях Ф реакция протекает во всем объеме гранулы, и фактор эффективности т] при начальных временах дезактивации близок к единице. При параллельном механизме коксообразования скорость последнего зависит от концентрации А. Следовательно, при малых величинах Ф коксоотложение по всей глубине гранулы катализатора практически одинаково, что находит отражение в характере профилей активности на рис. 6.8(а). При больших Ф [рис. 6.8(в)], наоборот, вещество А превращается вблизи наружной поверхности гранулы. Как следствие этого обстоятельства, дезактивация также имеет место лишь в этой части зерна, в то время как весь остальной объем сохраняет первоначальную активность. Это соответствует представлениям, вытекающим из модели дезактивации устьев пор [6.24]. При увеличении времени граница зоны дезактивированного катализатора смещается к центру гранулы. Для промежуточных значений модуля Тиле коксоотложение идет и в центре гранулы, однако в меньшей мере, чем у ее периферии [рис. 6.8(6)]. К аналогичным выводам приводит и анализ зависимости фактора эффективности от модуля Тиле (см. рис. 6.7). При малых Ф (<2) величина фактора эффективности уменьшается во времени. При больших значениях модуля Тиле снижение т] во времени может быть существенно менее заметным. Это происходит по той причине, что в этом случае дезактивация затрагивает лишь устья пор, в то время как внутренний [c.130]

Остаточная активность катализатора в любой момент времени X может быть получена путем интегрирования зависимости -5 от б. Для т=2 этот интеграл равен 0,4 для Ф = 1 и 0,85 для Ф = 5. Это и объясняет более высокое значение т] во втором случае. Особый случай составляет поведение гранулы катализатора с Ф ЗО. Как следует из рис. 6.7, падение активности во времени на таких гранулах происходит очень медленно, поскольку процессы дезактивации по сравнению с массопереносом играют второстепенную роль. [c.131]

Кокс может быть активен не только химически (т. е. принимать участие в химических реакциях с реагирующими веществами и изменять свой состав), но и каталитически — влиять на селективность процесса, функционируя в качестве катализатора. Изменение распределения кокса по объему гранулы катализатора приводит к физической дезактивации, т. е. к экранированию коксом активной поверхности катализатора. [c.251]

Результаты, полученные при моделировании в работе [5.22], приведены в таблице 5.2. В этих расчетах принимали для основной реакции р = 0,4 и На кривой зависимости фактора эффективности т] от Ф (см. рис. 3.4) значение модуля Тиле Ф = 0,3 лежит до максимума, а Ф = 4 — за этим максимумом в асимптотической области. Анализ данных таблицы 5.2 показывает, что падение активности более существенно для меньших значений модуля Тиле, но этот процесс относительно более медленный. Такую закономерность следовало ожидать, поскольку в этих условиях активные центры используются полностью вследствие проникновения реагента в глубь гранулы. Кроме того, в небольших гранулах при малых Ф перегрев катализатора ограничен. Поэтому фактор эффективности является функцией только времени дезактивации и сильно уменьшается по [c.110]

Все сырье, применяемое для приготовления катализатора, должно быть проверено на содержание хлористых солей, вызывающих дезактивацию катализатора. После высушивания и прокаливания поверхность гранул должна иметь светло-желтую окраску и быть почти однородной, без коричнево-красных включений хромовокислых солей (при рассмотрении через увеличительное стекло). [c.55]

II. Дезактивация катализаторов при работе на целых гранулах. В этом случае доступность активных мест определяется внутридиффузионным торможением. Соответственно этому некоторые виды воздействия — отравление ядами, образование коксовых отложений и т. п. — связаны с внутренней диффузией. Поэтому характер и скорость отравления будут несколько иными, чем при работе в кинетической области. [c.86]

Ниже представлены результаты исследования закономерностей дезактивации гранул катализатора КГДО-1 в процессе гидрообес-серивания деасфалыированных остатков, а также приведен вариант обобщения и математического описания результатов экспериментального исследования. [c.78]

Процесс гидрообессеривания остаточного сырья характеризуется рядом специфических особенностей. Это большие диффузионные затруднения дпя протекания основных реакций, обусловленные наличием значительной жидкой фазы в зоне реакции и большими размерами молекул сырья. Другой важный фактор - быстрая дезактивация катализатора, обусловленная высоким содержанием коксообразующих и металлсодержащих соединений. Все это резко снижает м >фективность реакции удаления серы. В качестве примера могут быть приведены результаты изучения влияния металлсодержащих порфиринов и асфальтенов на степень гидрогенолиза тиофена. В качестве модельного соединения использован протопорфирин IX диметилэф1фа и асфальтены, выделенные из нефти. Добавление соответственно 6 и 4% этих веществ в гаофен снижает степень его превращения с 72% до нуля (рис. 3.8) [100]. В этой работе показано, что для асфальтенов более характерно отложение на внешней поверхности гранулы катализатора вввду больших размеров их частиц и ассоциатов (до 4—5 нь и, соответственно, создание условий для больших диффузионных затруднений в процессе. Порфирииы, хотя и в большей степени проникают в поры катализатора, также отрицательно влияют на реакции удаления серы из тиофена. [c.113]

Для целенаправленной pJзpaбOIKи методов замедления дезактивации катализаторе) необходимо исследовать математические зависимости, определяющие влияние различных факторов на темп "старения". Прежде всего следовало выяснить относительное влияние на потерю активности таких факторов, как снихе-ние проницаемости (т.е. скорости доставки реактантов к активным центрам катализа), уменьшение внутренней поверхности гранул катализатора и изменение активности, вызванное выходом из строя части первоначальной активной поверхности. [c.58]

Размер пор олазывает значительное влияние на скорость дезактивации катализатора широкопористый катализатор дезактивируется значительно медленнее, чем узкопористый. В связи с этим вахнейшим условием стабильной работы катализатора в процессе переработки остаточного сырья является наличие широких транспортных пор, обеспечивающих проникновение сырья внутрь гранулы катализатора. [c.66]

Экспериментальный критерий, позволяющий различать механизмы дезактивации вследствие блокировки и отравления, следует из результатов исследования отравления серой катализаторов синтеза Фишера — Тропша [1.7], Установлено, что уменьшение размеров гранул катализатора приводит к снижению скорости его дезактивации. Поскольку отложение яда происходит в тонком слое вблизи поверхности гранул, то увеличение при дроблении их наружной поверхности снижает скорость дезактивации. Если же дезактивация является следствием коксоот-ложения, то чем выше скорость основной реакции, тем больше коксоотложение вне зависимости от того, образуется ли кокс из исходного вещества или из продукта реакции. Как было пока- [c.21]

Одна из работ [6.20], в которой описывается отравление гранулы катализатора, уже была подробно рассмотрена в главе пятой. Напомним, что в этой работе рассмотрен параллельнопоследовательный механизм дезактивации в изотермических условиях [c.122]

Исследование Фишером в 1931—1932 гг. осажденных на кизельгуре никелевых и кобальтовых катализаторов и разработка стандартного кобальто-вог-о катализатора (ЮОСо 18ТЬ02 100 кизельгур) проложило путь для получения промышленного катализатора фирмы Рурхеми . Кобальтовый катализатор осаждали на носителе-кизельгуре, так как в противном случав получался катализатор с плотными гранулами, обладавший рядом недостатков. Так, в частности, при проведении синтеза надкатализатором без носителя и обладающего, следовательно, более высоким насыпным весом, выделяющееся тепло реакции не успевает отводиться через стенки реактора, и это приводило к нарушению структуры и быстрой дезактивации катализатора. Опыты показали, что кизельгур играет важную роль в двух отношениях. Во-первых, он обеспечивает надлежащую степень раздробления активного металла и желательную пористость гранул катализатора и служит каркасом, предупреждающим сильное спекание во время восстановления во-вторых, он оказывает положительное влияние на выходы и продолжительность службы катализатора. Изучение влияния физических и химических свойств кизельгура на активность кобальтового катализатора показало, что наиболее пригоден промытый кислотой природный кизельгур, не подвергнутый прокаливанию или термощелочной обработке. [c.259]

В процессе работы катализатора из-за дезактивации поверхности наружного слоя при наличии в достаточном количестве крупных транспортных пор происходит проникновение металлов в гл ь гранулы и выравнивание профиля распределошя металлов. [c.128]

В последние годы появилось значительное число публикаций, посвященных.решению проблем математического моделирования слоя катализатора с учетом дезактивации, факторов массоперено кинетики основных реакций и пр. В ряде случаев эти модели включают многие показатели физико-химической характеристики сырья i каиализагора вытекающие из необходимости численного решения уравнений, описывающих распределение оров пи радиусу гранулы и по высоте [c.141]

Судя по появившимся в последнее время публикациям дезактивация катализаторов привлекает повышенное внимание исследователей. В связи с этим имеется возможность более глубоко понять процессы, лежащие в ее основе. Одной из задач предлагаемой монографии является обобщение имеющихся в этой области данных. Основное внимание в ней обращено на парофазные реакции в присутствии твердых катализаторов, хотя в качестве примеров рассмотрены и некоторые трехфазные реакции. Для таких систем пока не предложена более удобная классификация механизмов потери каталитической активности, чем их деление на вызываемые спеканием, отравлением примесями И блокировкой. Эта классификация будет также использована в монографии. Там, где это возможно, изложение ведется на яшке, близком и понятном химикам-технологам. Для описания тех или иных процессов широко используются подходы, основанные на анализе математических моделей. С точки зрения автора—это наилучший способ рассмотрения сложных явлений, имеющих место в реакциях, сопровождающихся дезактивацией как отдельных гранул, так и всего реактора в целом. Исходя из этого выбрана следующая структура монографии. После общего обзора процессов, приводящих к дезактивации катализаторов, эти процессы рассмотрены раздельно применительно к отдельным гранулам или таблеткам катализатора. Далее анализируется поведение всего реактора. Особое внимание уделено оптимизации режимов его эксплуатации. В заключение рассмотрены основные особенности процессов регенерации катализаторов. [c.10]