Гранулы катализатора внешняя

Синтетические алюмосиликатные катализаторы более устойчивы при переработке сернистого сырья. Как правило, процессы формирования структуры этих катализаторов проводят при температуре прокаливания 700—800° С. Вследствие этого при регенерации катализатора при температурах, не превышающих 650° С, заметной дегидратации поверхности не происходит. Однако при переработке сернистого сырья происходит так называемое вторичное отравление катализатора продуктами коррозии аппаратуры. В процессе каталитического крекинга при переработке сернистого сырья или сырья, содержащего минеральные соли, в связи с большой подачей пара происходит интенсивная коррозия стенок аппаратов (реакторов и регенераторов). Продукты коррозии в виде сернистого железа, окислов железа и других соединений в мелкодисперсном состоянии захватываются потоком паров или газов и переносятся на катализатор. Они прочно удерживаются на внешней поверхности гранул катализатора, проникают в его поры и препятствуют доступу паров и газов к внутренней новерхности катализатора, т. е. снижают его дегидрирующую активность. Происходит необратимая потеря активности катализатора, так как простыми физическими методами эти отложения не удается удалить. [c.19]

Зависимость фактора эффективности от модуля Тиле фд для сферической гранулы катализатора, на которой протекает изотермическая реакция первого порядка, а сопротивление внешней диффузии пренебрежимо мало, имеет вид [c.159]

При наличии гранул пористого катализатора реакция протекает на внешней поверхности и внутри самих гранул. Согласно квазигомогенной модели поры малы при сопоставлении с размером гранул и равномерно пронизывают ее. Реакция происходит,во всей грануле катализатора и активность характеризуется эффективной константой скорости, а перенос вещества — эффективным коэффициентом диффузии. Эта модель противоположна модели нереагирующего ядра с определенной зоной реакции, которая кажется целесообразнее и реальнее для большинства некаталитических реакций в системах газ—твердое вещество, описанных в главе ХП. [c.411]

Как следует из рис. 49, с увеличением длительности работы катализатора энергия активации процесса крекинга резко возрастает. Низкие значения кажущейся энергии активации (10 000— 24 700 Дж/моль) соответствуют короткой длительности работы катализатора (5—10 мин) и характерны для внешнедиффузионной области. Вероятно, в начале контакта паров с гранулами катализатора молекулы сырья расщепляются с большей скоростью на активной внешней поверхности и в порах, находящихся вблизи ее, [c.112]

Поскольку с увеличением длительности работы катализатора внешняя поверхность его гранул покрывается слоем коксовых отложений и каталитическая активность этих участков резко снижается, в дальнейшем становится необходимым проникновение не-превраш,енных молекул сырья в более глубокие слои гранул катализатора. Другими словами, в связи с тем, что с увеличением длительности работы катализатора по сечению его гранулы послойно откладывается кокс, участки с повышенной каталитической активностью оказываются расположенными все дальше от поверхности гранулы. Поэтому при продолжительном крекинге для кинетики процесса все большее значение приобретает диффузия по порам катализатора молекул сырья к активным центрам и продуктов крекинга в свободный объем между гранулами катализатора. [c.114]

Первая стадия имеет целью перевод соединений ванадия, содержащихся в катализаторе, в пятиокись ванадия и концентрирование последней на поверхности гранул катализатора. Для этого катализатор обрабатывают горячим воздухом, в результате чего соединения ванадия окисляются до пятиокиси ванадия, которая обладает летучестью и при высоких температурах в основном сосредотачивается на доступной внешней поверхности гранул. Влияние температуры и длительности окисления воздухом на количество ванадия, отложившегося на внешней поверхности катализатора, показано на рис. 96 [373]. Как это видно, равновесие между содержанием ванадия на поверхности катализатора и в матрице устанавливается через 4 ч. Пятиокись ванадия можно удалить с поверхности катализатора промывкой его разбавленным водным раствором аммония или оставить и удалить в последующих стадиях вместе с другими металлами. [c.239]

Научно обоснованный подход к конструированию н расчету реакторов с неподвижным зернистым слоем катализатора невозможен без учета структурно-механических характеристик сыпучего материала. Эти характеристики зависят от целого ряда факторов химического состава гранул катализатора, их прочности, размера, формы, шероховатости поверхности, характера внешней нагрузки, свойств окружающей среды и т. д. [c.15]

В связи с плотной структурой кварца большое значение приобретает его внешняя удельная поверхность при уменьшении размеров гранул катализатора кажущаяся константа скорости реакции полимеризации повышается, однако применение мелких зерен увеличивает гидравлическое сопротивление слоя. [c.324]

В кинетической области сгорания коксовых отложений скорость подвода кислорода к зоне горения очень велика. Концентрация кислорода в потоке газа на внешней поверхности гранул и в любой точке внутри их практически одинакова. В связи с этим горение коксовых отложений протекает во всем объеме гранулы катализатора с одинаковой скоростью. [c.66]

Внутренняя диффузионная область. Общая скорость процесса регенерации определяется диффузией кислорода через поры к зоне горения кокса. Концентрация кислорода у наружной поверхности гранул близка к концентрации его в объеме между гранулами, а концентрация в зоне горения у контурной поверхности снижается до нуля. Поэтому в пределах каждой гранулы коксовых отложений процесс протекает послойно сначала выгорает кокс, расположенный близко к внешней поверхности гранулы катализатора, а затем процесс горения перемещается в середину гранулы. [c.66]

МАССОПЕРЕДАЧА К ВНЕШНЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ГРАНУЛ КАТАЛИЗАТОРА [c.84]

Для сопоставления был рассеян па узкие фракции и проанализирован свежий катализатор (табл. 2). Анализ узких фракций свежего катализатора показывает, что с уменьшением размера шариков индекс активности возрастает. Это соответствует данным ряда авторов [2], хотя удельная поверхность различных фракций находится в пределах ошибки анализа. Такое явление можно объяснить увеличением внешней поверхности гранул катализатора (примерно в 1,5 раза) за счет уменьшения размеров частиц, а тем самыми увеличением доступной поверхности катализатора для молекул крекируемого сырья. С уменьшением же размера гранул катализатора третьего блока индекс активности снижается за счет резкого уменьшения удельной поверхности (с 310 до 90 ж /г) под влиянием различных факторов, дей-ствуюш их в условиях промышленной установки. [c.170]

При контактировании гранул катализатора с реакционной средой реагенты диффундируют к активной поверхности катализатора, на ней происходит реакция и продукты реакции также посредством диффузии возвращаются в окружающий объем. Обычно целесообразно применять пористые катализаторы с активной поверхностью, достигающей нескольких сотен квадратных метров на грамм. Для эффективного использования столь большой поверхности необходимо обеспечить условия для интенсивного обмена между потоком и внешней поверхностью гранулы, а также переноса внутри нее. [c.17]

В условиях процесса гидрообессеривания нефтяных остатков соединения никеля относительно слабо адсорбируются на катализаторе. Никель проходит через реактор вскоре после начала непрерывной работы, и распределение никелевых отложений по грануле близко к равномерному. Ванадий же извлекается из сырья в течение гораздо более продолжительного времени и обнаруживается преимущественно во внешних слоях гранул катализатора. [c.208]

Для проверки воспроизводимости результатов были проведены специальные эксперименты. Испытывали две гранулы катализатора ГИАП-3-6 Н (носитель прокален при температуре 1400° С), приготовленные в одинаковых условиях и имеющие одинаковую геометрическую поверхность. Кольцо имело внешнюю геометрическую поверхность 8,0 см , цилиндр — 8,4 см . Обе гранулы катализатора имели одинаковую степень превращения метана (табл. 1). [c.40]

Это означает, что реакция протекает настолько быстро, что заканчивается на внешней поверхности катализатора, без проникновения в глубь внутренней поверхности. Однако скорость реакции не настолько велика, чтобы лимитирующей стадией была внешняя диффузия. Внешнекинетический режим возможен на плотных мелких гранулах катализатора, характеризующихся малой величиной эффективного коэффициента диффузии, скорость транспорта к которым не тормозит реакцию. В этой области скорость процесса отвечает закономерностям его в кинетической области, но реакция протекает только на внешней поверхности [820, 828]. [c.416]

Влияние изменения размеров гранул катализатора на скорость реакции (при исключении влияния внешне-диффузионных факторов). При этом необходимо учитывать возможность неодинаковой активности гранул разных размеров и по другим причинам, например из-за различных условий восстановления (отвод газообразных продуктов восстановления от крупных зерен может быть более затруднен, чем от мелких зерен). Целесообразно производить дробление гранул уже после восстановления (в отсутствии доступа воздуха), если вся внутренняя поверхность оказалась восстановленной. [c.421]

Внешняя кинетическая область отвечает тем случаям, когда скорость диффузии к внешней поверхности гранул достаточно велика по сравнению со скоростью реакции на поверхности гранул, а эта последняя, в свою очередь, так велика, что основная масса реагентов претерпевает превращение на внешней поверхности гранул катализатора. Кинетические закономерности не осложнены диффузионными эффективно работает только внешняя поверхность гранул катализатора. Градиенты концентрации реагентов в газовой фазе малы, но они велики в устье пор катализатора. [c.66]

Простейшим случаем является кинетический режим, при котором все реакции идут во внешней диффузионной области, т. е. когда константа скорости диффузии из объема к внешней поверхности гранул катализатора Р значительно меньше констант скорости всех совместно протекающих реакций. [c.438]

Из сказанного следует, что наблюдаемый эффект снижения активности катализатора дпя основных реакций в наибольшей степени проявляется в начальной стадии процесса. Именно в этот период при адсорбции сложных стрз турных единиц сырья на внешней поверхности гранул катализатора формируется фронт диффузии составляющих их компонентов внутрь гранулы по поровым каналам и происходят первичные изменения структуры сырья под воздействием активных центров катализатора. Одновременно изменяется структура пор катализатора в результате протекания основных химических реакций, сопровождающихся вьшадением на активной поверхности твердых продуктов реакции. [c.68]

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]

В дальнейшем в связи с широким применением в качестве сырья крекинга тяжелых газойлей нефтепереработчики вплотную столкнулись с проблемой отравления катализатора и необходимостью удаления металлов из сырья или с катализатора. При попытках определить допустимую норму металлов в сырье крекинга и на катализаторе оказалось, что эти нормы зависят от типа установки. Так, было найдено, что в псевдоожиженном слое пылевидного катализатора происходит более существенное отравление, чем в движущемся слое шарикового катализатора. Металлы обычно концентрируются на внешней поверхности шарика [101, 102, 207]. При изучении распределения никеля и ванадия, отложившихся из сырья по сечению шариков катализатора, оказалось, что около 44% всего количества никеля и 48% всего содержащегося ванадия располагается в слое внешней поверхности гранул катализатора глубиной 35 мк, что составляет 57о от массы гранулы. При работе установки с циркулирующим слоем шарикового катализатора поверхность шариков истирается, и таким образом основная масса металлов, содержащаяся на катализаторе, выводится из системы вместе с катализаторной пылью. Это подтверждается следующими данными, которые были получены при истирании в лабораторных условиях катализатора, отравленного 0,01057о никеля [c.149]

Sjg — внешняя поверхность гранул катализатора в единице объелга слоя [c.94]

Увеличения скорости реакции, протекающей в диффузионной области, можно достигнуть путем уменьшения гранул катализатора, увеличения размеров поровых каналов катализатора, интенсивным перемешиванием или повышением скорости потока, т.е. осуществлением таких мероприятий, которые способствуют увеличению скорости вну гренней и внешней диффузии. [c.628]

Отношение СО СО 2 в отходящем газе уменьшается по мере продвижения зоны отжига от периферии гранулы к центру /5,6/. При диффузии кислорода через поры к зоне отжига увеличивается вероятность его взаимодействия с окисью углерода, диффундирующей из зоны отжига к внешней поверхности. Возмоишость такого взаимодействия еше больше возрастает при миграции зоны отжига к ядру гранулы, в результате чего отношение СО СО2 уменьшается. Как и следовало ожидать, масштабы реакции окисления СО зависят от коэффициента проницаемости гранулированного катализатора и отношение СО СО 2 должно уменьшаться с уменьшением этого коэффициента, Поэтому при прессовании гранул катализатора следует избегать применения больших давлений (см,рис.1, гл,1), если желательно, чтобы тепловыделение в процессе выжигания кокса было минимальньпи. Это обстоятельство следует учитывать при выборе оптимальных условий формования гранулированного катализатора, [c.25]

Торможение скорости регенерации внешней диффузией кислорода из газовой фазы к поверхности шарикового катализатора вытекает из полученных автсграми [126] данных о независимости степени регенерации от размера гранул катализатора (рис. 4.45). Данные получены при удельном расходе воздуха 200 л/(л-ч) и температуре 600 С. [c.151]

Увеличение скорости реакции, протекающей в диф4 области, достигается воздействием факторов, способе возрастанию скорости диффузии — внешней (перемеи агирующих молекул от среды к поверхности катали внутренней (перемещение в порах катализатора). К г торам относятся интенсивное перемешивание увелич .. рости потока, приводящее к турбулентности его уменьшение размера гранул катализатора, например, путем перехода от зерненого катализатора к пылевидному. [c.518]

С целью дальнейшего уточнения области реализации процесса был вьшолнен расчетно-экспериментальный анализ влияния возможных вкладов внешне- и внутридиффузионных эффектов па результаты термокаталитической очистки паровоздушной смеси от паров изопропилбензола на железохромовом катализаторе СТК-1-7. Предварительно было доказано, что окисление паров изопропилбензола в присутствии катализато-рм СТК-1-7 в лабораторном реакторе описывается кинетической моде-Л1,ю. Оценка влияния внутридиффузионных факторов на механизм про-ц сса окисления была выполнена сопоставлением окисления паров изо-пэопилбснзола на лабораторной установке (высота слоя катализатора 5 см, удельный объемный расход паровоздушной смеси 2 ООО ч , расход паровоздушной смеси 60 л/ч при нормальных условиях, размер гранул ката-лизатора 2,5-3 мм) и на пилотной установке (высота слоя катализатора 28 см, удельный объемный расход паровоздушной смеси 2 ООО ч , рас-Х1эд паровоздушной смеси 10 нм7ч, размер гранул катализатора диаметр 7,5 мм, высота 10-20 мм). В пилотном реакторе фиксировалось поле температур по высоте слоя катализатора. [c.57]

Первые варианты катализаторных покрытий, использовавшихся для исследования процессов термокаталитической очистки газов от органических примесей в трубчатых реакторах, представляли собой тонкий слой суспензии, состоящей из диспергированных гранул катализатора, смешанных с адгезивом - портланд-цементом - и затворенных водой [61, 78,79], наносимой на внутреннюю поверхность корпуса стального реак-тора (трубы). Качество такого катализаторного покрытия оценивалось лишь по внешним формальным признакам - равномерности поьфытия поверхности реактора и сохранению целостности покрытия в ходе испы-талия реактора на полноту окисления примесей в паровоздушной смеси. [c.125]

Требуемые данные. Сведения, необходимые для оптимизации рассматриваемого процесса, включают данные о падении давления потока газов через слой катализатора, тепло- и массоотдаче из окружающего газового потока к внешней поверхности гранул катализатора, тепло- и массоотдаче в порах гранул, модели реакции на поверхности, а также стоимостные данные. [c.445]

Для проверки транспортных или тепловых ограничений в каталитических системах существует ряд теоретических и экспериментальных методов испытания. Диффузия внутри гранул катализаторов подробно рассмотрена Петерсеном [23] и Саттерфилдом с Шервудом [24] . Мерс [25] недавно сделал обзор, рассмотрев транспортные ограничения в катализаторе. Обычное эмпирическое испытание для области внешнего массо- и [c.105]

Принимаем следующие исходные данные / =500°С з=400°С подача катализатора 1,75 т на 1 т перерабатываемого сырья удельная теплоемкость реагирующих паров Сп = 0, 5, то же контакта-теплоносителя Сг = 0,25 W. — ОтСг =437,3 Wn = G n = 750 диаметр гранул катализатора (1 =4 мм внешняя поверхность всех гранул 1 т контакта / у=1500 м то же на 1т сырья fy = = 1500-1,75 = 263Э м удельный вес паров (М =200 t = 418° С и Р = i, 7 ama) Уп = 5,98 кг м средняя скорость паров в свободном сечении аппарата (при Р = 1,1 [ата) = 0,276 м сек то же в живом сечении реактора IV ==0,726 лО-сек насыпной вес гранулированного катализатора ук = 0,б2 порозность поступающего контакта m =0,38 (равная доле свободного объема гранулированного катализатора) теплопроводность реагирующих паров А=0,02 ккал м абсолютная вязкость паров г =9,87 10 пуаз эквивалентный диаметр свободного сечения аппарата [c.208]

Частицы катализатора, использованного в этой работе, имоли средние эквивалентные диаметры 7,15 мкм и 13,4 мкм, вычисленные соответственно по поверхности и по объему. Плотность гранул катализатора 4160 кг/м . Соответствующая внешняя поверхность гранул в 1 м суспензии равна 30,4 т м . Используя это значение Рк, легко показать, что прямая линия, проходящая через начало координат на рис. П-7, характеризуется значением = [c.118]

Для выяснения соотношения концентраций в центре гранул и у внешней поверхности их В. А. Ройтер [852] предложил и применил в своих работах с сотрудниками [865, 866] метод диафрагм, принцип которого был ранее указан Я. Б. Зельдовичем [828]. Метод заключается в создании условий, моделирующих перенос компонентов реакции к центру гранулы катализатора. С этой целью реакционную смесь в условиях опыта приводят в соприкосновение с диафрагмой, изготовленной из катализатора [867], и измеряют концентрацию компонентов реакции по [c.422]

Градиенты концентраций. Кроме возможных градиентов концентраций, oбy л 0iвлeнныx обычными явлениями переноса к внешней и внутренней поверхности катализатора, в проточной системе возможно возникновение градиентов концентраций вдюль потока. Так, вдоль слоя катализатора может возникнуть градиент концентраций продуктов, реакции, направленных в сторону, обратную потоку. Этот градиент будет тем больше, чем меньше скорость потока и чем тоньше слой катализатора. В результате может возникнуть обратная (продольная) диффузия продуктов реакции, также нарушающая режим идеального вытеснения. Она обусловлена в основном перемешивающим действием гранул катализатора, обтекаемых газовой смесью [1078]. Во избежание этого для уменьшения градиента концентраций необходимо работать с достаточно большими скоростями потока (поэтому, в случае циркуляционной системы при больших скоростях циркуляции данный градиент будет мал) и со слоем катализатора достаточной высоты. Как показывают хроматографические данные [1078], для предотвращения заметного влияния продольной диффузии продуктов реакции необходимо, чтобы высота слоя (/) катализатора была достаточно велика (например, чтобы слой содержал по высоте не менее 10 зерен катализатора). При этом должно быть выполнено условие [7531.- [c.526]