Распределение - кокс
Cтраница 4
Последние два значения соответствуют величинам энергий активации порядка 80 и 120 кДж / моль при 500 К. Видно, что совместное влияние неизотермично-сти и диффузионных осложнений приводит к сложному характеру распределения кокса - ф по радиусу гранулы. [47]
В настоящее время большое внимание уделяется изучению влияния металлов, отлагающихся на поверхности катализаторов в промышленных условиях, на свойства катализатора, материальный баланс процесса и качество продуктов крекинга. Металлы могут влиять не только на выход и химический состав продуктов крекинга. Накапливаясь на поверхности катализатора и обладая иными каталитическими свойствами, чем сам катализатор, они могут определенным образом влиять на характер распределения кокса по радиусу частиц в стадии крекинга и на кинетику и механизм выгорания кокса в стадии регенерации катализатора. [48]
В настоящее время большое внимание уделяется изучению влияния металлов, отлагающихся на поверхности катализаторов в промышленных условиях, на свойства катализатора, материальный баланс процесса и качество продуктов крекинга. Металлы могут влиять не только на выход и химический состав продуктов крекинга. Накапливаясь на поверхности катализатора и обладая иными каталитическими свойствами, чем сам катализатор, они могут определенным образом влиять на характер распределения кокса по радиусу частиц в стадии крекинга и на кинетику и-механизм выгорания кокса в стадии регенерации катализатора. [49]
Пробы катализатора последовательно отбирали из одной точки - середины слоя. Хорошо видно, что хотя общая картина закоксовывания во всех реакторах одинакова, однако скорость коксоотложения возрастает от первой ступени к последней. Изучение распределения кокса по всей длине слоя катализатора в трех реакторах подтвердило эту закономерность: наибольшее количество кокса откладывается на катализаторе в третьей ступени риформирования, причем в первом реакторе распределение кокса симбатно распределению температуры. Важно отметить, что характер накопления кокса не зависит от типа катализатора. На рис. II показана динамика коксоотложения на монометаллическом 4П - 34 и полиметаллическом KP-I04 катализаторах в реакторе первой ступени риформирования. Вид кривых коксосодержания одинаков: относительно пологий, почти прямолинейный участок, довольно резко переходящий в круто восходящую ветвь. Отличие носит исключительно количественный характер. Наклон линейного участка к оси абсцисс в принятых координатах показывает скорость коксообразования: скорости закоксовывания двух катализаторов довольно близки, но все же наклон кривой для KP-I04 заметно меньше. Местоположение перехода пологого участка в восходящую ветвь характеризует, по нашему мнению, коксоустойчивость катализатора. Количество кокса, при котором относительно пологий участок кривой накопления кокса переходит в восходящую ветвь, для KP-I04 примерно вдвое больше, чем для Ш-64, что и свидетельствует в пользу большой коксоустойчивости полиметаллического катализатора. [50]
Зональное распределение кокса в зерне катализатора выглядит следующим образом. Кокс первой, низкотемпературной зоны ( 375 С) окисления локализован в области каталитического действия металла, а второй - высокотемпературной ( 440 - 460 С) - преимущественно на носителе. Перераспределение кокса по зонам окисления можно объяснить деструктивными превращениями ( гидрированием кокса) в среде водорода при прогреве, с образованием некоторого количества отложений с небольшим молекулярным весом, которые могут мигрировать в газовую фазу. На рис. 4.3 представлено распределение кокса по зонам во времени, а на рис. 4.4 - изменение активности и доступной поверхности платины при накоплении кокса на катализаторе. [51]
Рис - 249 - кРивые распределения га, независимо от разных темпов повышения температуры по мере удаления от стен каморы. Крупность кокса определялась непосредственно по величине отдельности кусков. Кокс для исследований был отобран с различных уровней по высоте камеры. Полученные результаты представлены Г. В. Сперанской в виде кривых ( рис. 249) распределения кокса по крупности ( отдельностей) в различных уровнях камеры с разной средней скоростью коксования на них. [52]
Пробы катализатора последовательно отбирали из одной точки - середины слоя. Хорошо видно, что хотя общая картина закоксовывания во всех реакторах одинакова, однако скорость коксоотложения возрастает от первой ступени к последней. Изучение распределения кокса по всей длине слоя катализатора в трех реакторах подтвердило эту закономерность: наибольшее количество кокса откладывается на катализаторе в третьей ступени риформирования, причем в первом реакторе распределение кокса симбатно распределению температуры. Важно отметить, что характер накопления кокса не зависит от типа катализатора. На рис. II показана динамика коксоотложения на монометаллическом 4П - 34 и полиметаллическом KP-I04 катализаторах в реакторе первой ступени риформирования. Вид кривых коксосодержания одинаков: относительно пологий, почти прямолинейный участок, довольно резко переходящий в круто восходящую ветвь. Отличие носит исключительно количественный характер. Наклон линейного участка к оси абсцисс в принятых координатах показывает скорость коксообразования: скорости закоксовывания двух катализаторов довольно близки, но все же наклон кривой для KP-I04 заметно меньше. Местоположение перехода пологого участка в восходящую ветвь характеризует, по нашему мнению, коксоустойчивость катализатора. Количество кокса, при котором относительно пологий участок кривой накопления кокса переходит в восходящую ветвь, для KP-I04 примерно вдвое больше, чем для Ш-64, что и свидетельствует в пользу большой коксоустойчивости полиметаллического катализатора. [53]
Гранулометрический состав нефтяного кокса изменяется в широких пределах и зависит от технологии его получения и обработки. На установке замедленного коксования гранулометрический состав определяется экспериментально. При проектировании новых установок для этой цели применяют метод аналогов. Хотя метод и не позволяет получить достаточно точную информацию о гранулометрическом составе кокса, так как практически нет предприятий, перерабатывающих одинаковое сырье и имеющих идентичную технологию подготовки сырья, а также одинаковые схемы обработки кокса, но он позволяет прогнозировать влияние различных факторов на распределение кокса по фракциям. [54]
Реакционная способность углерода сильно зависит от сто структуры и наличия в его составе примесей. Как показали эксперименты, проведенные в работе [3.49] с катализаторами крекинга, наибольшее влияние на выжиг коксовых отложений в диффузионной области горения оказывает добавление железа. В кинетической области присутствие железа мало влияет на скорость регенерации катализатора каталитического крекинга. Сгорание кокса на образце, содержащем железо, обусловлено характером распределения кокса по сечению частицы катализатора. На таком катализаторе кокс в основном откладывается в периферийных областях частицы, а если учесть, что у используемого нами железоокисного катализатора объем пор и поверхность значительно меньше, чем у катализаторов крекинга, то необходимая глубина проникновения кислорода в зону горения уменьшается, в результате должно происходить ускорение выгорания отложений. [55]
Реакционная способность углерода сильно зависит от его структуры и наличия в его составе примесей. Как показали эксперименты, проведенные в работе [3.49] с катализаторами крекинга, наибольшее влияние на выжиг коксовых отложений в диффузионной области горения оказывает добавление железа. В кинетической области присутствие железа мало влияет на скорость регенерации катализатора каталитического крекинга. Сгорание кокеа на образце, содержащем железо, обусловлено характером распределения кокса по сечению частицы катализатора. На таком катализаторе кокс в основном откладывается в периферийных областях частицы, а если учесть, что у используемого нами железоокисного катализатора объем пор и поверхность значительно меньше, чем у катализаторов крекинга, то необходимая глубина проникновения кислорода в зону горения уменьшается, в результате должно происходить ускорение выгорания отложений. [56]
Как установлено, преобладающая часть кокса на катализаторах крекинга представляет собой сферообразные частицы. Возможность образования крупных глобул получает логическое объяснение, если допустить, что углеводороды и продукты их уплотнения могут мигрировать по поверхности катализатора. Поскольку промежуточные продукты реакций уплотнения способны частично десорбироваться в газовую фазу, естественно, они способны и к диффузии по поверхности. Определенным подтверждением этого является ранее отмеченный факт пластичного состояния кокса, выделенного из катализатора крекинга, при температурах 450 - 500 С. Предположение о диффузии было подтверждено также исследованиями по изучению влияния термообработки в токе гелия на распределение кокса по грануле аморфного алюмосиликатного катализатора крекинга. Как установлено, после прогрева наблюдается выравнивание распределения кокса. [57]
На установках производства кокса используют транспортирующие машины непрерывного действия: ленточные и скребковые конвейеры, пластинчатые и качающиеся питатели. Будучи основными рабочими транспортными органами, конвейеры в значительной степени определяют производительность, работоспособность и энергоемкость всей системы внутриустановочной обработки и транспорта кокса. Как правило, применяют ленточные Конвейеры. Ленточные конвейеры используют для горизонтального и наклонного перемещения грузов, причем возможно сопряжение на одном агрегате горизонтальных и наклонных участков. На установках используют стационарные и катучие реверсивные конвейеры. Катучие конвейеры служат для распределения кокса по бункерам оклада, а стационарные - для подачи его на склад, в промежуточные бункеры и печь прокаливания. [58]
Как установлено, преобладающая часть кокса на катализаторах крекинга представляет собой сферообразные частицы. Возможность образования крупных глобул получает логическое объяснение, если допустить, что углеводороды и продукты их уплотнения могут мигрировать по поверхности катализатора. Поскольку промежуточные продукты реакций уплотнения способны частично десорбироваться в газовую фазу, естественно, они способны и к диффузии по поверхности. Определенным подтверждением этого является ранее отмеченный факт пластичного состояния кокса, выделенного из катализатора крекинга, при температурах 450 - 500 С. Предположение о диффузии было подтверждено также исследованиями по изучению влияния термообработки в токе гелия на распределение кокса по грануле аморфного алюмосиликатного катализатора крекинга. Как установлено, после прогрева наблюдается выравнивание распределения кокса. [59]
Первой следует упомянуть работу А. Вурхиса [6.4], в которой рассмотрены закономерности коксообразования по данным, полученным на лабораторном и пилотном реакторах. Малые температурные коэффициенты реакции, которые наблюдал автор, объяснены лимитирующим влиянием диффузии. Поскольку скорость коксообразования уменьшилась с увеличением содержания кокса в катализаторе, высказано предположение, что кокс усиливает диффузионное торможение. Независимость скорости коксообразования от скорости сырьевого потока трактуется в этой работе как следствие различных свойств продуктов, образующихся на катализаторе. Наоборот, другой продукт - газойль - лучше образует кокс. Эти свойства компенсируют друг друга, и в каждый момент времени степень коксоотложения на катализаторе по длине его слоя не изменяется. Эберли с соавторами [6.5] показали, что существует зависимость коксообразования от объемной скорости. В этих работах, однако, не исследовано распределение кокса по длине слоя катализатора. В теоретическом анализе, проведенном в работе [6.6], этот вопрос исследован применительно к реактору с неподвижным слоем. Авторы нашли, что в случаях, когда закоксовывание параллельно основной реакции, должен наблюдаться нисходящий профиль коксоотложения, а когда последовательно - то восходящий профиль. [60]
Страницы: 1 2 3 4