|
|
|
Главная --> Справочник терминов Каталитических процессов 1. Общие понятия о контактно-каталитических процессах 395 Высокая эффективность взаимодействия между газовой и твердой фазой достигается в аппаратах с кипящим, или псевдоожижен-ным, слоем (аппараты типа IIIж). Здесь газ движется с определенной скоростью снизу вверх через слой высокодисперснсго твердого вещества, которое при этом приводится в состояние, напоминающее кипение жидкости. Для аппаратов этого типа характерны интенсивное перемешивание газа и мелкозернистого твердого вещества и малая разность температур между любыми точками кипящего слоя. Последнее особенно существенно при гетерогенных процессах, протекающих с выделением или поглощением тепла. Аппараты с кипящим слоем могут работать по периодической или по непрерывной схеме и находят широкое применение в контактно-каталитических процессах, в процессах сушки, обжига, адсорбции, смешения и т. д. I ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ О КОНТАКТНО-КАТАЛИТИЧЕСКИХ ПРОЦЕССАХ Атмосферный воздух, используемый в качестве окислителя в контактно-каталитических процессах, должен быть подвергнут очистке перед поступлением в контактный аппарат и компрессор, В конверторе, показанном на рис. 250, газ, проходя через относительно тонкий слой катализатора, практически равномерно распределяется по сечению аппарата. В некоторых контактно-каталитических процессах органического синтеза на поверхности В контактно-каталитических процессах, применяемых в промышленности органических полупродуктов, автоматическое регулирование температуры в зоне катализатора осуществляют при помощи кипящей бани или автоматических регуляторов, соответственно изменяющих поступление хладоагентов в теплообмен-ные устройства конверторов. 1.2. Углеводороды, получаемые при каталитических процессах переработки нефти ... 24 1.2. УГЛЕВОДОРОДЫ, ПОЛУЧАЕМЫЕ ПРИ КАТАЛИТИЧЕСКИХ ПРОЦЕССАХ ПЕРЕРАБОТКИ НЕФТИ В реальных каталитических процессах эти условия чаще всего нарушаются процессами переноса (диффузии) вещества и теплоты, а также изменением размера и химического состава поверхности. Исследование вопроса о влиянии диффузии и теплопередачи на наблюдаемые количественные характеристики гетерогенноката-литической реакции являются предметом ряда специальных монографий [7, 14, 15]; здесь мы рассмотрим лишь диффузионные ограничения (или ограничения со стороны массообмена), особенно резко искажающие кинетику каталитических процессов и часто существенно влияющие на такие характеристики катализаторов, как активность и избирательность действия. Катализ играет огромную роль в промышленности органического синтеза. Процессы получения высокомолекулярных соединений—синтетических кау-чуков, волокон и пластических масс а также .большинства исходных мономеров для этих процессов являются каталитическими. Важнейшие химические соединения, имеющие промышленное значение,—кислоты, спирты, альдегиды и другие—получаются каталитическими методами. Наиболее эффективные способы переработки нефти также основываются на каталитических процессах. Горючие газы, добываемые из недр земли или получаемые как продукт переработки нефти, угля, сланцев, содержат парообразную влагу, которая, превратившись в жидкость или в твердое вещество— лед, гидрат (снегообразное кристаллическое соединение углеводорода с водой), может вызывать серьезные затруднения при транспорте и переработке газа. При каталитических процессах переработки газа вода может отравлять катализатор или способствовать протеканию нежелательных реакций. При транспорте влажного газа по трубопроводам выделившаяся вода почти всегда ускоряет процесс коррозии труб, а лед и кристаллогидраты могут закупорить клапаны, фитинги и даже сам газопровод, резко снизить или совершенно прекратить поступление газа к потребителю. В задачу осушки не входит удаление из газа всей парообразной влаги, — это стоило бы дорого, да в этом и нет необходимости. Достаточно удалить такое количество влаги, чтобы при последующем транспортировании газа, его переработке и использовании оставшиеся пары воды при соответствующих давлениях и температурах не могли сконденсироваться или образовать гидраты [5]. Нефтяные и природные газы наряду с углеводородами могут содержать кислые газы — диоксид углерода (СО2) и сероводород (H2S), а также сероорганические соединения—серооксид углерода (COS), сероуглерод (CS2), меркаптаны (RSH), тиофены и другие примеси, которые осложняют при определенных условиях транспортирование и использование газов. При наличии диоксида углерода, сероводорода и меркаптанов создаются условия для возникновения коррозии металлов, эти соединения снижают эффективность каталитических процессов и отравляют катализаторы. Сероводород, меркаптаны, серооксид углерода — высокотоксичные вещества. Повышенное содержание в газах диоксида углерода нежелательно, а иногда недопустимо еще и потому, что в этом случае уменьшается теплота сгорания газообразного топлива, снижается эффективность использования магистральных газопроводов из-за повышенного содержания в газе балласта. Если рас= сматривать этот вопрос с указанных позиций, то серо- и кислородсодержащие соединения можно отнести к разряду нежелательных компонентов. Однако такая постановка вопроса не исчерпывает всей полноты проблемы, так как кислые газы являются в частности высокоэффективным сырьем для производства серы и серной кислоты. Поэтому при выборе процессов очистки газов учитывают возможности достижения заданной глубины извлечения «нежелательных» компонентов и использования их для производства соответствующих товарных продуктов. В Канаде, например, сера в зависимости от содержания в газе сероводорода рассматривается как основной, сопутствующий или побочный продукт, и в зависимости от этого распределяются затраты на очистку газа и производство серы, а также регламентируются условия разработки и эксплуатации некоторых месторождений [22]. Известны случаи, когда сероводородсодержащий природный газ добывают с целью производства серы, очищенный газ после извлечения сероводорода закачивают обратно в пласт для поддержания пластового давления. В ряде стран мира (США, Канаде, Франции) открытие крупных месторождений природного сероводородсодержащего газа положило начало широкому развитию в 50-х годах добычи и очистки такого газа и производству серы из этого сырья. В Канаде из сероводородсодержащего газа получено около 5,3 млн. т серы (по состоянию на начало 1978 г. доказанные запасы серы составляли 105 млн. т) [23]. Процесс Адип широко используют за рубежом для очистки природного и нефтяного газа, а также газов каталитических процессов нефтеперерабатывающих заводов. В значительной степени развитию каталитических процессов дегидрирования способствовало изучение термодинамического равновесия основных и побочных реакций и их кинетических закономерностей П, 2, 14]. На основании полученных данных было установлено допустимое содержание примесей в пиролизном ацетилене, обеспечивающее нормальное протекание каталитических процессов синтеза В А и ХП и получение каучуков и латексов, удовлетворяющих требованиям резинотехнической, кабельной промышленности и других потребителей. Недостатком каталитических процессов хлорирования углеводородов является выделение на поверхности катализатора углерода, который снижает его активность. В промышленном масштабе осуществлен новый процесс, лишенный указанного недостатка. Процесс проводится в присутствии взвешенных частиц мелкодис-нерсного катализатора, находящихся в непрерывном движении в потоке газа. Размер зерен катализатора равен 0,4—2,0 мм. Выделяющаяся при хлорировании сажа осаждается на поверхности частиц катализатора, однако при их перемешивании и трении друг о друга она отделяется и уносится газовым потоком. '<'.&. Кинетика гетерогенно-каталитических процессов под давлением / Под ред. В.И.Атрощенко. - Харьков : Вища школа,1974.- 168 с. 43. Малиновская О.А., Бесков B.C., Олинько М.Т. Моделирование каталитических процессов на пористых зернах. - Новосибирск : Наука , J.97D * — &6о С • 70. Методы моделирования каталитических процессов на аналоговых а цифровых вычислительных машинах / М.Г.Слинько, В.П.Бесков и др. - Новосибирск : Наука, 1972. - 152 с. Так. в частности, изучена возможность осуществления эндотермических гетерогенно-каталитических процессов под действием электромагнитного СВЧ-излучения на примере промышленного процесса получения мономеров, дегидрированием бутенов. Выбор данного процесса обусловлен тем, что основные энергозатраты (70%) в производстве синтетического каучука имеют место именно при синтезе мономеров. Таким образом, полимеризация является, по существу, одним из первых каталитических процессов в нефтепереработке, оказавшимся весьма эффективным для утилизации части нефтезаводских газов с превращением их в моторное топливо. Недостатком каталитических процессов хлорирования углеводородов является выделение па поверхности катализатора углерода, который снижает иго активность. В промышленном масштабе осуществлен новый процесс, лишенный указанного недостатка. Процесс проводится в присутствии взвешенных частиц мелкодисперсного катализатора, находящихся в непрерывном движении в потоке газа. Размер зерен катализатора равен 0,4—2,0 мм. Выделяющаяся при хлорировании сажа осаждается па поверхности частиц катализатора, однако при их перемешивании и трении друг о друга она отделяется и уносится газовым потоком.  Катализаторов хлористый Катализаторов межфазного Катализаторов позволяет Катализаторов применяются Катализаторов содержащих Катализатор находится Катализатор полученный Канцерогенных нитрозоаминов Катализатор регенерируется |
- |
Навигация