Жидкофазная стадия деструктивной гидрогенизации

Совершенствовалась и технология гидрогенизационной переработки смол. Здесь, как и в случае гидрогенизации углей, наблюдается отход от традиционной трехступенчатой технологии деструктивной гидрогенизации и стремление всемерно упростить технологические схемы путем сокращения числа ступеней и снижения давления . Выяснены зависимости между давлением и скоростью основных реакций процесса Практически можно легко ориентироваться в выборе давления, с тем чтобы найти разумный компромисс между удорожанием процесса из-за применения более сложной аппаратуры высокого давления и обеспечением нужных скоростей реакций и предотвращением отравления катализаторов. Возможность защиты катализаторов при переработке сланцевых смол позволила сократить или полностью устранить самую неэффективную стадию традиционной технологии — жидкофазное гидрирование с плавающим катализатором, заменив ее гидрированием на активных стационарных катализаторах . [c.46]

Температура. В процессах деструктивной гидрогенизации скорость протекающих реакций, как и во всех химических превращениях, возрастает по мере новышения температуры. При этом могут изменяться и направление реакций, и характер конечных продуктов. На первом этапе (жидкофазная гидрогенизация) очень важно правильно выбрать температурный режим растворения исходного топлива и скорость его нагревания, которые могут иметь различные значения для многообразных твердых топлив. В большинстве случаев конечная температура растворения, обеспечивающая минимальное набухание топлива и максимальное растворение, составляет 370—420 °С. По мере роста температуры уголь подвергается деполимеризации, что ускоряет процесс растворения. При жидкофазной гидрогенизации полученного угольного раствора процессы протекают более интенсивно по сравнению с газофазной стадией, поскольку энергия активации в первом случае примерно в 2 раза выше. Существенным и весьма положительным фактором, влияющим на скорость реакций, цротекающих в жидкой фазе, является то, что растворимость водорода в жидких продуктах, а следовательно, его концентрация и парциальное давление над катализатором увеличиваются с температурой (рис. 6.2 и 6.3). [c.176]

Жидкофазная стадия деструктивной гидрогенизации [c.140]

Продукты первой (жидкофазной) стадии деструктивной гидрогенизации подвергают перегонке, в результате которой выделяют из них так называемую широкую фракцию (с температурой кипения 300—320°). Эта фракция служит исходным материалом для последующих стадий процесса — гидрогенизации в паровой фазе, приводящей к образованию бензинов и некоторых ценных химических продуктов. В этих стадиях катализаторами служат сернистые соединения молибдена или вольфрама (иногда с сернистым никелем) давление составляет обычно около 300 ат, температура 360—460°. [c.17]

Уравнение (1) описывает ход расщепления сырья и проме-жуточных веществ, но недостаточно для определения выходов целевых продуктов. Обычная схема вычисления их, предложенная для простейших последовательных реакций [8, 9, 10, 11] при параллельно-последовательном механизме и коэфициенте /9 0 не применима, так как приводит к уравнениям, не поддающимся прямым решениям. Однако эта задача сильно упрощается, если пользоваться не чисто аналитическим, а графоаналитическим методом и графически представлять выявляемые кинетические закономерности. На фиг. 1 показаны кинетические кривые (1, 2, 3, 4 и 5) жидкофазной деструктивной гидрогенизации каменного угля и расхода водорода (кривая 6) на опытной установке под давлением 700 ати. На этих кривых, типичных для первой ступени процесса, отчетливо видны максимумы образования тяжелого масла 2 в начальных стадиях реагирования (и соответствующих им больших объемных скоростях), характерные для чисто консекутивных и параллельно-последовательных сложных процессов. При больших степенях превращения органической массы угля (у >96—98%) тяжелое масло уже почти не образуется вновь и только расщепляется на более легкие соединения. В этой области нетрудно найти кинетические константы распада тяжелого масла, являющегося лимитирующей стадией процесса, и по ним судить об интенсивности деструктивной гидрогенизации в целом . В табл. 8 приводятся результаты таких вычислений для каменного и бурого углей,, а также жидкофазной гидрогенизации двух типов смол полукоксования. Пол ченные данные подтверждают ранее сделанные общие выводы о влиянии на процесс давления, температуры и природы сырья. Сравнение констант, вычисленных по данным экспериментальной и заводской установок, перерабатывающих сырье близких качеств, показывает значительное снижение скоростей в промышленных условиях по сравнению с лабораторными и полузаводскими. Отмеченное является следствием изменения гидродинамических режимов и неизбежной неравномерности распределения температур в промышленных реакторах [12, 13, 14]. [c.82]

Деструктивная гидрогенизация обычно проводится в две— три ступени в первой стадии (жидкофазное каталитическое гидрирование) исходное сырье обогащается водородом с одновременным отщеплением от кислородных, сернистых и азотистых соединений О, 5 и N в виде воды, сероводорода и аммиака, соответственно. Обогащенная водородом широкая фракция затем крекируется также под давлением водорода в присутствии катализаторов. [c.232]

В табл. 2 дана сводка кажущихся энергий активации и температурных коэфициентов различных направлений и стадий деструктивной гидрогенизации над наиболее известными и промышленными катализаторами. Она показывает, что расщепление сырья в изученных случаях протекало каталитически или по смешанному механизму. Исключение составляет жидкофазная гидрогенизация над катализаторами ГИВД старого типа, энергия активации у которых, равная 74 ООО калмоль , типична для гомогенных процессов. Применяемые в прохмышленной практике контакты средней активности, повидимому, катализируют расщепление при жидкофазной гидрогенизации, поскольку кажущаяся энергия активации расщепления над ними имеет порядок 35 ООО— 40000 кал моль- , что характерно для гетерогенных каталитических реакций. Однако здесь вполне вероятно течение расщёпления и в объеме. Найденные численные значения кажущихся энергий активации, повидимому, являются средними для двух параллельно идущих процессов термического и каталитического. Это подтверждается тем, что с ростом температуры, нередко отмечается некоторое увеличение температурных коэфициентов и кажущихся энергий активации, объясняемое повышением удельного значения термических превращений. [c.107]

По схеме установки в Шольвене подготовленный каменный уголь измельчается, высушивается и затирается в пасту с маслом, получаемым из процесса. Паста содержит 40—50% угля. Под высоким давлением (300 ат) и температуре около 470 С в присутствии катализаторов угольную пасту подвергают жидкофазной гидрогенизации. Водород получается из коксового газа и кокса. В последующей парофазной стадии гидрогенизации перерабатываемые продукты освобождаются от кислорода и серы. Тяжелые углеводороды подвергают деструктивной гидрогенизации до получения бензина, который затем ароматизируют для повышения октанового числа. Остатки гидрогенизации поступают на полукоксование. Масла, получаемые при полукоксовании, служат длл приготовления пасты из вновь подаваемого в процесс угля. В общей сумме капитальных затрат по заводу в Шольвене свыше половины приходится па процесс жидкофазной и парофазной гидрогенизации и производство водорода (табл. 45). [c.149]

Как уже упоминалось, этот вариант переработки был применен М. С. Немцевым к дестиллатам торфяных смол, полученным в результате первоначального гидрирования торфяного дегтя на широкую фракцию в жидкой фазе. Переход вслед за жидкой па паровую фазу гидрогенизации (т. е. на двухступенчатый процесс), так же как и подбор сырья, естественно повышает антидетонационные свойства бензина, однако в меньшей степени, чем в состоянии сделать парофазный или каталитический крекинг. Поэтому, если техническая целесообразность жидкофазной гидрогенизации некрекируюш ихся видов сырья (крекинг-остатков нефти, тяжелых сернистых мазутов, остатков прямой гонки, некоторых видов первичных смол, наконец, твердого угля) стоит вне сомнения, то экономическая целесообразность парофазной гидрогенизации в приложении к дестил-латному нефтяному сырью, где с гидрогенизацией может конкурировать каталитический крекинг, не может не внушать сомнений. И мы видим, что в то время, как за 10 лет (с 1928 по 1938 г.) мощность заводов деструктивной гидрогенизации, перерабатывающих уголь и первичные смолы, в Германии увеличилась в 10 раз, т. е. с 300 ООО до 3 ООО ООО т, в нефтяной промышленности США уже в течение 20 лет этот метод находится лишь в стадии опытного исследования . Впрочем и в Германии до начала войны большинство гидрогенизационных установок находилось на консервации. В это же время в США приобрел1с широкое развитие, очевидно, более рентабельные методы получения высококачественного бензина путем каталитического крекинга, алкилирования и полимеризации. [c.173]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология