Реактивация цеолитных катализаторов облагораживания низкооктанового углеводородного сырья

• Автор: Петренко, Павел Александрович
• Шифр специальности: 05.17.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Астрахань
• Количество страниц: 138 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение.

Глава 1 Литературный обзор.

1.1 Понятие дезактивации катализаторов ее разновидности

1.2 Классификация способов реактивации катализаторов

1.2.1 Регенерация в неподвижном слое катализатора.

1.2.2 Регенерация в движущемся слое катализатора

1.2.3 Регенерация в кипящем слое катализатора.

1.3 Влияние модифицирующих добавок катализаторов на их способность к регенерации.

1.4 Катализаторы для облагораживания бензиновых фракций, стабильность их работы и особенности регенерации

1.5 Особенности коксообразования на цеолитсодержащих контактах

1.6 Выбор оптимальных условий процесса окислительной регенерации.
1.7 Утилизация отработанных цеолитсодержащих катализаторов
Глава 2 Экспериментальная часть.
2.1. Характеристики используемых веществ
2.2 Методики модифицирования катализаторов
2.3 Схемы и описание экспериментальных установок
2.3.1. Схема установки облагораживания бензиновой фракции.
2.3.2 Схема установки для регенерации катализатора при однократном
пропускании и рецикле окислительной смеси
2.4 Методика определения количества кокса в катализаторе
2.5 Методика дериватографического исследования закоксованных катализаторов.
2.6 Методика хроматографического анализа продуктов
2.7 Анализ структуры катализатора с помощью электронного микроскопа
2.8 Методы определения эксплуатационных характеристик продуктов облагораживания.
2.8.1 Методика определения октановых чисел бензинов по моторному
2.8.2 Методика графического определения октановых чисел бензинов.
Глава 3 Исследование регенерируемости катализаторов.
3.1 Определение оптимальных параметров регенерации цеолитсодержащих катализаторов
3.1.1 Окислительная регенерация цеолитсодержащих катализаторов, модифицированных ионами металлов.
3.1.2 Окислительная регенерация цеолитсодержащих катализаторов, модифицированных ионами органических солей.
Глава 4 Анализ коксовых отложений.
4.1 Микроструктурные исследования коксовых отложений
Глава 5 Рекомендации для промышленного использования технологии
регенерации исследованных контактов
5.1 Моделирование регенераторного блока
5.2 Возможности утилизации отработанных катализаторов
5.3 Расчеты техникоэкономических параметров регенераторного блока
5.3.1 Технологические расчеты прямой окислительной регенерации.
5.3.2 Технологические расчеты регенерации с рециклом.
5.3.3 Экономическая оценка оптимизации регенераторного блока
Заключение.
Список используемой литературы


Коксовые структуры, образующиеся на поверхности катализаторов, всегда содержат некоторое остаточное количество водорода и по химическому строению представляет собой высоко конденсированные ароматические либо арома-циклические углеводороды. Образование кокса является побочной, нежелательной стадией основного каталитического процесса. По существующим литературным данным, кокс на катализаторах откладывается до определенной предельной концентрации -С|фсд [6]. Фактическое содержание кокса зависит от температуры проведения процесса, природы и состава сырья, пористой структуры и химического состава катализаторов. Так, например, для алюмосиликатных катализаторов Спред никогда не превышает % (масс), что составляет % от общего объема пор [7]. При блокировке в большинстве случаев не изменяется ни энергия активации катализатора, ни его избирательность, т. Составляют исключение процессы, протекающие в диффузионной области. Блокировка можно условно разделить на два основных типа. Первый -закрепление вещества, содержащего углерод, на катализаторе во время переработки органического сырья; второй - осаждение металлов из нефтяного сырья, приводящее к закупорке пор. В первом случае в процессе регенерации поток реакционной смеси через катализатор прекращается и катализатор нагревается до умеренной температуры в атмосфере, содержащей некоторое количество кислорода для проведения окисления, или сгорания кокса. Иногда целесообразно сначала обработать катализатор паром, для удаления жидких органических продуктов, адсорбированных на поверхности катализатора. Основная задача при регенерации закоксованных частиц катализатора -это сдерживание роста температуры, вызванного экзотермической реакцией окисления при превращении кокса в оксид и диоксида углерода, что может вызвать термическое спекание катализатора, несмотря на принятые меры предосторожности. Задача практически сложна в случае проведения регенерации в неподвижном слое катализатора из-за трудности отвода необходимого количества тепла в реакторах такого типа. Обычно процедура заключается в применении очень низких концентраций кислорода на входе в реактор на начальной стадии регенерации. С увеличением длительности процесса концентрация кислорода увеличивается до тех пор, пока не достигается полное окисление всего отложенного кокса. В этих процессах катализатор выгружается из реактора и материал катализатора перерабатывается. Активность контактных масс может понизиться при изменении пористой структуры под действием высоких температур в результате спекания. По своей сути спекание является агрегацией мелких частиц в более крупные, что приводит в результате к уменьшению активной поверхности катализатора и соответственно к понижению его активности [8]. Движущей силой процесса спекания является разность между термодинамическими потенциалами мелких и крупных частиц. Спекание, вероятно, реализуется по двум механизмам: вследствие диффузии частиц и за счет переноса атомов. По своей природе спекание является необратимым процессом, хотя имеются и исключения: так, может происходить частичное восстановление активности проработавшего некоторое время платинового катализатора на подложке при протекании парциального окисления. Пока физическая сущность таких процессов не ясна, и поэтому в большинстве практических случаев катализатор считается не регенерируемым и обычно в конце пробега удаляется из реактора для последующей утилизации. Потерю активности катализатора в ходе его эксплуатации замедляют постепенным повышением температуры процесса. Однако в определенный момент данный способ уже не способен компенсировать снижение активности, и при достижении некоего порогового значения, ниже которого эксплуатация катализатора теряет свою рентабельность, его подвергают реактивации или регенерации. Термины равнозначны, однако реактивация подразумевает обычно помимо непосредственно стадии регенерации всю технологическую цепочку по восстановлению первоначальной активности катализатора, включающая как подготовительные, так и последующие за регенерацией операции (дозировка, сушка, просеивание, прокаливание и другие) [9].