3- относительно большой объем реагента и среды
Реактор идеального смешения
Емкость с эффективным перемешиванием, за один эксперимент кинетическая кривая.
Проточный реактор
32
Реактор идеального вытеснения
Безградиентные реакторы
Дифференциальные реакторы, малая степень превращения, параметры Системы в пределах каталитического слоя мало изменяются.
Безградиентный реактор с внешней рециркуляцией
33
Безградиентный реактор с корзинкой, содержащей зерна катализатора.
Реактор с единичным зерном катализатора
1 – единичное зерно катализатора с термопарой, помещенное в поток реагентов
2 – термопара, регистрирующая температуру потока
Метод позволяет сравнивать различные катализаторы при их минимальном количестве.
Импульсный реактор
Колонку хроматографа заполняют катализатором и при заданной температуре в поток газа – носителя вводят небольшое количество реагента в виде импульса. Продукты каталитической реакции анализируют при выходе из колонки обычными методами.
Газо – жидкостный реактор
В жидкую реакционную смесь вносят катализатор и перемешивают с газом – восстановителем, например водородом или другим газообразным реагентом. Скорость реакции определяют по поглощению газа.
34
Лекция №8
Каталитический крекинг
Цель: бензиновая фракция
Сырье: газойль
Катализатор: алюмосиликаты и цеолиты в кислотной форме.
Условия: 500 – 510 0С, давление 0.1- 0.5 МПа, время реакции 5 секунд и менее.
Оборудование: реактор кипящего слоя или лифт – реактор.
Химия каталитического крекинга
Каталитический крекинг – результат кислотного катализа на цеолитах, которые эффективнее алюмосиликатов примерно в 250 раз.
Причины:
1. Концентрация активных центров выше в 50 раз.
2. Более высокая поверхностная концентрация реагента, примерно в 50 раз.
3. Высокие напряженности электростатических полей в полости цеолита
Применяют: Фожазит и Морденит.
Цеолит после синтеза подвергают деалюминированию путем промывки 0.1 Н раствором щелочи, термостабильность возрастает до 6000С.
Активация путем обработки паром или аммиаком дает ультрастабильный цеолит (до 10000С).
35
Введение РЗЭ приводит к широкому распределению силы кислотных центров, до Н0 ≤ -12.8
Крекинг – происходит всегда по β - связи по отношению к карбокатиону (см. стр.9).
Крекинг эндотермичен
Реакция неравновесна, при 5000С сырье → кокс + Н2
1. СnН2n+2 → С mН2m + С pН2p+2
2. СnН2n → С mН2m + С pН2p
3. ArСnН2n+1 → ArH + С nН2n
4. СnН2n → С 6Н12 + С pН2p+2
5. циклизация олефинов (см. стр.11)
6. изомеризация олефинов после их превращения в карбокатионы.
7. нафтен + олефин → ароматика + алкан
8. Перекрекинг → СН4 + олефины + Н2
9. Перекрекинг → СН4 + Н2
10. Перекрекинг → С + Н2
11. Олефины крекируются примерно в 100 раз быстрее алканов.
12. Катализ на цеолитах эффективен при переносе водорода с нафтенов на олефины, поэтому в продуктах крекинга мало олефинов.
13. Размер окон в полости и размер каналов в цеолитах приводят к высокому выходу бензиновой фракции.
36
Технологические решения
Схема потоков
1. Трубчатая печь
2. Регенератор
3. Реактор кипящего слоя, 5100С , 0.24 МПа, время контакта – 5 сек.
4. Ректификационная колонна
5. Циклон
37
Реактор крекинга в восходящем потоке, лифт – реактор
1. Лифт – реактор
2. Стриппинг – колонна
3. Регенератор
4. Циклон
5. Катализатор – от 3 до 25 % цеолита в матрице из аморфного алюмосиликата с размером частиц 20 – 60 мкм.
6. Регенерация путем выжигания кокса в кипящем слое.
38
Лекция №9
Каталитическая гидрообработка при переработке нефти.
Цель: удаление серы, азота, металлов, гидрирование.
Сырье: нефть и ее фракции.
Катализатор: окислы никеля, кобальта, молибдена, вольфрама на окиси алюминия, силикагеле и других носителях.
Условия: 300 – 4500С, давление водорода до 20.0 МПа.
Оборудование: реактор с неподвижным слоем катализатора.
Варианты гидрообработки:
1. Гидрообработка нефти для удаления серы, азота, металлов споследующим риформингом.
2. Удаление серы из любых топлив повышает стабильность, цетановое число, максимальную высоту некоптящего пламени
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.