Cтраница 4
Промышленный процесс состоит из получения синтетического газа с отношением водорода к окиси углерода 2: 1, очистки vrasa, синтеза углеводородов ( включая получение и регенерацию катализатора), выделения углеводородов и их обработки. Реакция экзотермична и регулируется водяным охлаждением - при этом получается пар. Возможно также прямое охлаждение маслом, водой или газом. Обычно используется трубчатая катализаторная камера, в которой катализатор помещается с внешней стороны труб, по которым циркулирует вода, иногда это делается наоборот. Продолжительность жизни катализатора приблизительно 4 - 6 месяцев, после чего компоненты катализатора могут быть регенерированы и использованы для приготовления свежего катализатора. [46]
Как было показано ранее, при низком парциальном давлении водорода ( стандартное состояние) для реакции гидрирования термодинамически благоприятны низкие температуры. При этом равновесные выходы продуктов гидрирования снижаются. Повышение давления водорода смещает равновесие в сторону преимущественного образования насыщенных соединений и переводит обратимые реакции гидрогенизации в практически необратимые. При обычном оперативном давлении процесса ( 300 - 700 am) создаются условия для полного деструктивного гидрирования высокомолекулярных углеводородов, а также кислород -, азот - и серусодержащих веществ. Кроме того, высокое давление водорода подавляет процессы полимеризации и новообразования, увеличивая тем самым продолжительность жизни катализатора. [47]
В случае применения твердых неподвижных катализаторов общее количество пропускаемого продукта на объем катализаторного пространства определяется активностью катализатора. Понятно, что эти цифры загрузки обеспечивают высокую скорость гидрогенизации и конверсии в промышленных процессах. При низких давлениях водорода скорость гидрогенизации значительно ниже. Продолжительность жизни катализатора зависит от свойств перерабатываемого сырья, температуры, времени реакции и давления водорода. Отравление катализаторов проявляется в прогрессирующем уменьшении выхода бензина и. При одинаковых условиях наименьшее ухудшение катализатора наблюдается для сырья с низкими температурами выкипания. Низкая температура, малое время реакции и высокое давление водорода благоприятствуют продолжительной работе катализаторов. [48]
Хотя каталитические реакции могут протекать и на границах раздела жидкость - газ или жидкость - жидкость, для нас наиболее интересны реакции, проходящие на поверхностях твердых тел. Эти поверхности более сложны, чем поверхности жидкостей, так как содержат участки или точки неоднородности, тогда как поверхности жидкостей эквипотенциальны. Многие каталитические реакции проводятся в присутствии металлов или таких простых соединений, как окислы или сульфиды; часто активность катализатора значительно повышается при добавлении относительно малых количеств другого соединения. Так как в каталитических реакциях большую роль играет величина доступной поверхности катализатора, то обычно его наносят на подложку, или носитель, что способствует увеличению поверхности. Носители могут оказывать влияние и на другие свойства катализатора: увеличивать механическую прочность, ограничивать скорость рекристаллизации и рост зерен или улучшать упаковку, увеличивать продолжительность жизни катализатора и оказывать на него некоторое промотирующее действие. Промотирующее действие может быть обусловлено эпитактическим изменением межатомных расстояний в катализаторе или модификацией валентности вследствие включения в кристаллическое поле. [49]