|
|
|
Главная --> Справочник терминов Некоторых процессов В промышленности США применяются пять процессов изомеризации бутана, причем два из них проводятся в газовой фазе и три в жидкой. Процессы различаются главным образом по способу подачи катализатора и сырья в реактор. Во всех процессах катализатором является безводный хлористый алюминий, промоти-рованный хлористым водородом. Хлористый *алюминий в некоторых процессах применяется на носителе. Использование носителя повышает активность катализатора и уменьшает смолообразование. Срок работы катализаторов на носителе значительно выше, чем без него. В гидрогенизационных процессах нефтехимических производств используются высокоактивные никелевые катализаторы, металл которых не переходит в сульфидную форму. Окислы углерода над такими катализаторами гидрируются с образованием метана и воды. Наличие в техническом водороде СО2 в этом случае не только понижает парциальное давление Н2, но приводит к его расходованию и загрязнению образующимся CHt. Гидрирование окислов углерода сопровождается выделением тепла. В процессах же гидрирования, идущих с положительным тепловым эффектом, отвод тепла требует принятия специальных мер; выделение дополнительного, подчас значительного тепла при гидрировании окислов углерода усложняет ведение процесса и его аппаратурное оформление. Гидрирование над катализаторами, не содержащими сульфиды металлов, имеет место и на второй ступени гидрокрекинга нефтепродуктов. В связи с этим при использовании водорода для гидрокрекинга содержание двуокиси углерода не должно превышать 0,1—0,2%, а в некоторых процессах нефтехимии и до тысячных долей процента. Окись углерода растворяется в гидрогенизате несколько лучше азота (см. табл. 4), но все же растворимость ее лишь в 1,5—2,5 раза выше растворимости водорода. Она может накапливаться в циркулирующем водороде, что потребует удаления СО с отдувом. Содержание СО в водороде, используемом для гидроочистки над катализаторами, содержащими сульфиды металлов, ограничивают до 0,5— 1,0%. В процессе гидроочистки тяжелых нефтепродуктов суммарное содержание окислов углерода в водороде не должно превышать 0,4—0,5%. В техническом водороде для двухступенчатого процесса гидрокрекинга суммарное содержание окислов углерода не должно-превышать 0,2—0,3%. Таковы же требования по содержанию окислов углерода для многих гидрогенизационных нефтехимических процессов; в некоторых процессах требуется водород, содержащий менее тысячных долей процента окиси углерода. Особенно жесткие требований4 к водороду предъявляются в процессе гидрирования, когда возможно образование карбонилов никеля или карбонилов. других металлов. В некоторых процессах производятся побочные продукты или избыточная энергия, оценка которых дается по себестоимости их производства в качестве основного продукта в других отраслях, промышленности. Стоимость побочных продуктов исключается из-общих затрат, что зачастую способствует снижению себестоимости, водорода. Наиболее ярко это выражено при оценке стоимости производства Н2 методом расщепления углеводородов, позволяющим, получать в качестве побочных продуктов водяной пар и углерод. Однако эти оценки остаются условными, так как процесс не реализован в промышленном масштабе. Сырьем для процесса могут служить газы, получаемые в некоторых процессах нефтепереработки и на нефтехимических производствах, содержащие около 50—80% водорода. Примеси, содержащиеся в очищае- Галогены в СНГ нефтеочистительных заводов. Фтор, вероятно, выделяется в процессе алкилирования в присутствии фтористоводородной кислоты как катализатора, применяемого иногда при обработке легких фракций. Более обычной примесью является хлор, количество которого не превышает десятитысячных долей процента. Возможный источник его на нефтеочистительных заводах — метилхлорид, используемый в некоторых процессах полимеризации изобутиленовых растворителей, а также в процессе десорбции хлорида платины в каталитическом риформинге (высвобождается около 0,15 % хлора от массы катализатора в течение 30-часового цикла). Другим возможным источником хлора может быть морская вода, нередко используемая для промывки загрузочной линии между циклами подачи пропана и бутана. Пример засорения СНГ хлором — выделение хлорида цинка на латунном наконечнике горелок, сжигающих пропан. В промышленности США применяются пять процессов изомеризации бутана, причем два из них проводятся в газовой фазе и три в жидкой. Процессы различаются главным образом по способу подачи катализатора и сырья в реактор. Во всех процессах катализатором является безводный хлористый алюминий, промоти-рованный хлористым водородом. Хлористый алюминий в некоторых процессах применяется на носителе. Использование носителя повышает активность катализатора и уменьшает смолообразование. Срок работы катализаторов на носителе значительно выше, чем без него. Янтарная кислота НООССН2СН2СООН. Название этой кислоты связано с тем, что она находится в янтаре. Кроме того, янтарная кислота найдена во многих растениях (например, в незрелых ягодах крыжовника, винограда, в свекольном соке, в стеблях ревеня), в буром угле и окаменелом дереве. Она образуется также в больших количествах при некоторых процессах бактериального разложения яблочной и винной кислот и при брожении белковых веществ (например, казеина). Существенно также ее образование при спиртовом брожении, где она, вероятно, получается из глутаминовой кислоты (одной из аминокислот белка). Щитовидная и зобная железы некоторых животных должны содержать янтарную кислоту. В некоторых процессах, проводимых в кипящем слое катализатора, увеличение полидисперсности кипящего слоя приводит к улучшению показателей процесса, что Говоря о теплофизических свойствах подлежащих плавлению полимеров, следует иметь в виду, что перед плавлением гранулированный полимер предварительно спрессовывают в твердый блок. Такой уплотненный материал при моделировании можно считать сплошной средой. И только в некоторых процессах (таких, как спекание) необходимо принимать во внимание пористую структуру. Для большинства процессов переработки полимеров условия плавления таковы, что можно пользоваться сведениями о значениях k, p, Ср и К, приведенными в разд. 5.5, учитывая при этом, что теплофи-зические свойства зависят от эффектов структурирования, сопровождающих процесс переработки полимеров. Таким образом, альдегиде- и кетонокислоты связаны взаимными окислительно-восстановительными превращениями с оксикис-лотами. Превращения такого рода играют большую роль в химических процессах, протекающих в живых организмах, а также при некоторых процессах брожения. i В дебет лигроина как сырья для получения ЗПГ следует за-;писать наличие конкурирующих рынков его сбыта, например 1для производства моторного топлива и продуктов нефтехимиче-[ской промышленности. До начала каталитического процесса переработки лигроин требует глубокой очистки, поскольку содер-Ькание сернистых соединений в продуктах прямой перегонки превышает нормы, допустимые для промышленных катализаторов. И наконец, наличие в некоторых видах лигроина ароматических 'соединений и олефинов (помимо насыщенных углеводородов) унижает КПД некоторых процессов производства ЗПГ. ; Как и СНГ, лигроин обычно преобразуют в ЗПГ в процессе 'низкотемпературного парового риформинга с последующим обо-гащением газа, например за счет метанизации или вывода дву-;окиси углерода^ Высоконикелевый катализатор, применяемый в [промышленных установках риформинга, защищается специальной системой десульфурации: соединения серы конвертируются в сероводброд, который затем поглощается соответствующим аб-сорбентом типа окиси цинка или Люксмассы. Естественно, при ^избыточном содержании серы требуется более частая замена абсорбента. Лигроин можно также газифицировать под высоким {давлением на дутье, обогащенном водородом. В этом случае наличие сернистых соединений в сырьевом потоке вполне допустимо, рднако в продуктах реакции гидрогенизации может оказаться Для того чтобы использовать тепло, выделившееся в результате гидрокрекинга, мож>но установить теплообмен между процессами производства водорода и гидрогазификации. Однако дело усложняется из-за сравнительно низкой температуры инициирования некаталитической реакции гидрогенизации, поэтому термическая интеграция практически ограничена процессом каталитической гидрогазификации. Своеобразный технологический баланс устанавливается на второй 'Стадии (гидрогазификации) некоторых процессов низкотемпературного риформин-га, например в процессах «КОГ» («Каталитически обогащенный газ») Британской Газовой корпорации и «Газинтан» компании «Лурги» (ФРГ). Температура, при которой проходят эти процессы, такова, что для риформинга требуется 'подвод небольшого количества тепла извне. Дефицит тепловой энергии восполняется за счет одновременного протекания реакций каталитической гидрогенизации и метанизации. Лигроин можно газифицировать драктачески всеми известными методами. Однако для одних процессов сырьевой продукт должен быть достаточно легким 'и 'полностью очищенным известными способами от соединений серы. К таким видам исходного углеводородного сырья относятся СНГ, конденсат природного газа, легкий лигроин, лигроин с широким интервалом температур кипения компонентов, а для некоторых процессов газификации — и тяжелый лигроин [4]. Изомерные триметилбензолы — псевдокумол, мезитилен, геми-меллитол — содержатся в продуктах каталитического риформинга нефтяных фракций и коксования каменных углей, а также в газовом бензине и смоле процесса переработки сланцев [58], в смоле полукоксования, в побочных продуктах некоторых процессов переработки ароматических углеводородов [59]. Большинство этих продуктов, по крайней мере в настоящее время, не может рассматриваться в качестве реальных источников сырья для выделения триметилбензолов ввиду чрезвычайно низкой концентрации последних. Практический интерес представляют лишь некоторые технические фракции, относительно обогащенные указанными соединениями. Перечень некоторых процессов конверсии этилена и потребление его в США (по данным 1970 г.) Перечень некоторых процессов конверсии пропилена и потребление его в США (по данным 1970 г.) Перечень некоторых процессов конверсии олефинов и потребление их в США (по данным 1970 г.) В промышленности способом непрямого окисления издавна служило хлорирование с последующим гидролизом (см. схему и раздел о промышленном использовании хлор производных), для некоторых процессов использовали также окисление азотной или хромовой кислотой. В последние десятилетия все эти методы в значительной степени вытеснены каталитическим окислением под действием кислорода (или просто воздуха). Кратко рассмотрим окислительные процессы в промышленности, сгруппировав их по типам исходного сырья. Несмотря ил очевидные преимущества периодических реакторов перед полупериодическими (разд. 6.1) в плане информативности эксперимента и относительной простоты его проведения, использование полупериодичсс'ких реакторов в ряде случаен неизбежно из-за невозможности проведения некоторых процессов в периодических. К таким процессам относятся (Прежде всего реакции газ — жидкость, в которых продукты реакции (или один из них) остаются в жидкой фазе. Другим .примером являются быстрые реакции с большим, тепловым -эффектом между реагентами в жидком состоянии. В этом случае одновременная загрузка всех реагентов может привести к тепловому взрыву. Скорость втюда в реактор одного из реагентов в этих процессах определяется скоростью отвода тепла в используемом реакторе. Разделение жидких или газовых смесей достигается за разной скорости проникновения через мембрану компот смеси вследстние разницы в размерах молекул, их сродства лимеру, скорости диффузии и т. д. (рис, 15.7). Поэтому и д! щис силы процесса могут быть различны. Так, опреснение ских и солоноватых вод происходит за счет повышения их д нил на одной стороне мембраны выше осмотического (пр называется обратным осмосом) и отвода опресненной с другой. Жидкости разделяют также ультрафильтрацией жущая сила — перепад давления; разделение обеспечивает счет разницы в размерах разделяемых молекул), диализом жущая сила — перепад концентраций). Разделение газов г ходит вследствие разницы в парциальных давлениях отде«; газов, имеющих различную скорость диффузии через мемС В зависимости от состава разделяемой смеси выбирается брана из определенного полимерного материала, облада требуемой структурой. Так, для разделения методом обра осмоса смесей, содержащих воду, используются обычно риалы с умеренной гидрофилыюстыо, к числу которых отнс ацетаты целлюлозы. Более гидрофильные полимеры всле^ их высокого набухания и воде не задерживают в достаточно пени соли. Однако, для некоторых процессов это свойство с вастся полезным. Так, в искусственных диализаторах крог пользуют полые гидрат-цел л гол озные волокна, полученные о нием ацетатных волокон. Очищение крови происходит за диализа солей, карбамида и других вредных веществ стенку нити. Таблица 2.1. Константы равновесия некоторых процессов поликонденсации  Некоторому увеличению Некотором расстоянии Нелинейной вязкоупругости Немедленно экстрагируют Немедленно образуется Немедленно происходит Неньютоновских жидкостей Ненаполненных вулканизатов Ненасыщенные азлактоны |
- |
Навигация