Catalizatori pentru reformare, publicarea în revista "Young Scientist"

Procesul de reformare catalitică se efectuează pe catalizatori bifuncționali. La începutul dezvoltării comerciale a procesului de reformare catalitică s-au utilizat în principal catalizatori de oxid sau catalizatori de alumino-molibden (MoO3 / Al2O3). Încercările de a folosi alți catalizatori de oxid (Cr2O3 / Al2O3, CoO-MoO3 / Al2O3) nu au condus la succes.







Catalizatorul de aluminiu-molibden, ca catalizatorii moderni de reformare, catalizează reacția de aromatizare, izomerizare și hidrocracare a hidrocarburilor. Cu toate acestea, selectivitatea sa în reacțiile de aromatizare, în special parafinele, este mult mai scăzută, iar rata de cocsificare este mult mai mare. Cu toate acestea, acestea nu au constituit un obstacol în calea utilizării industriale în timpul celui de-al doilea război mondial, un catalizator alumino-molibden care a servit la producerea de toluen și componente ale benzinei de aviație.

Introducerea catalizatorilor de platină în industrie a contribuit la un salt rapid în dezvoltarea procesului de reformare catalitică. Introducerea sa datorat necesității ca producția să creeze mai mulți carburanți de înaltă calitate și cu cifră octanică ridicată.

Au fost realizate studii extinse care nu numai că au studiat efectul catalitic al platinei asupra diferitelor hidrocarburi, ci și-au arătat valoarea practică ca și catalizator aromatizant.

Halogen este o parte necesară a unui catalizator de reformare, care este introdus pentru a îmbunătăți și de a reglementa funcția purtătoare de acid. Promotorul acid în catalizatorii bi- și polimetalice utilizat în mod obișnuit clor, care stabilizează gradul ridicat de dispersie a platină datorită formării de complecși cu platină și oxid de aluminiu. Un avantaj al catalizatorilor este capacitatea conținutului de clor cu clor în reglarea catalizatorilor, și, prin urmare, nivelul de aciditate în condițiile de operare.

Principalele caracteristici de performanță ale catalizatorilor de reformare includ activitatea, selectivitatea, stabilitatea și rezistența mecanică. Activitatea catalizatorului - această proprietate a catalizatorului pentru a accelera reacția chimică, trebuie să asigure adâncimea necesară pentru transmisia dată în vrac de conversie a hranei viteze aceasta prin catalizator. Cerințe de selectivitate maximă în reformarea catalitică sunt reduse pentru a asigura cel mai mare randament de produse lichide și hidrogen. Aceasta înseamnă că, odată cu conversia adâncimea maximă admisă reacția aromatizarea și trebuie să fie activitate minimă de catalizator în reacțiile Hidrocraking și hidrogenoliza. Stabilitatea catalizatorului este caracterizată de capacitatea de a menține activitatea inițială și selectivitatea în timp. Rezistența mecanică este exprimată prin rezistența la strivire și abraziune.

Componenta platină a catalizatorului accelerează reacțiile de hidrogenare și dehidrogenare și, prin urmare, promovează formarea de hidrocarburi aromatice și hidrogenarea continuă a intermediarilor care promovează formarea cocsului.

Catalizatorii de platină industriali sunt bifuncționali:







1) Suport activ (gamma alumină, silicat de aluminiu) are ambele situsuri de acid aprotici, la care reacția ia izomerizare inel loc naftene, hidrocracarea parafinelor și izomerizarea parțială a parafinelor rezultate cu greutate moleculară mică și olefinele protic.

Catalizatorul de platină activ permite reformatorului la un mod oarecum mai moale decât în ​​catalizator aluminiu-molibden: temperatura medie a procesului pe un catalizator de platină 480-530ºS, viteze spațiale 1.5-4 h -1. În acest caz, activitatea și selectivitatea catalizatorului în sistem permite să mențină o presiune mai mare de ordinul 3,0-4,0 MPa, sigiliu prevenirea reacțiilor și a fost lăsat să curgă fără regenerare catalitică în câteva luni.

Importanța în sistemele catalitice joacă o substanță activă sau purtător cum este numit - matrice. Matricea trebuie să asigure menținerea proprietăților catalitice ale catalizatorului la temperaturi ridicate, pentru a se proteja de efectele otrăvuri pentru a crea o anumită formă, distribuția granulometrică și rezistența mecanică necesară a particulelor, asigură accesul la moleculele de materii prime de metal activ. substanță matrice facilitează distribuția uniformă a catalizatorului metalic activ în porii și procesele de masă și de schimb de căldură intensivă scurgere. Aceasta afectează în mod semnificativ stabilitatea termică a catalizatorului.

Matrix catalizatori reformatoare trebuie să fie activ, nu numai că îndeplinește funcția de furnizare de materii prime pentru metalele active ale moleculelor și îndepărtarea din ea a produșilor de reacție, dar, de asemenea, aciditatea necesară pentru apariția izomerizare și ciclizarea hidrocarburilor. Cel mai adesea ca o matrice pentru catalizatorii de reformare a fracțiunilor de benzină utilizând oxid de aluminiu activ. Molecule de oxid de aluminiu sunt interconectate pentru a forma particule de fază solidă a formei predominant sferice, cu un diametru efectiv de aproximativ 3-8 nm. Cresc împreună, ele formează un hidrogel, în care în interstițiile dintre particulele fazei solide este apa sau soluțiile apoase ale componentelor inițiale nereacționate. Când uscarea hidrogelul, apa este îndepărtată și plasa structurală a particulelor sferice interconectate este menținută. Porii acestei structuri sunt considerați drept goluri între particule. Proprietățile chimice și de adsorbție ale matricei sunt influențate în mod semnificativ de prezența grupărilor hidroxil. Ele ocupă în principal pozițiile care se extind pe suprafața sa internă și externă. Cantitatea acestor grupuri poate fi controlată de temperatura de calcinare a oxidului de aluminiu. Cu cât este mai mare valoarea sa, cu atât este mai mare probabilitatea unei reacții de dehidroxilare.

Regenerarea catalizatorului de reformare include următoarele etape: arderea cocsului, oxiclorurarea, calcinarea, reducerea și sulfurarea (dacă este necesar).

În practică, pierderea activității catalizatorului are loc în principal ca rezultat al depunerilor de cocs pe suprafața și în porii purtătorului său (matricea). Regenerarea catalizatorului se realizează prin arderea acestuia într-un curent care conține oxigen la temperaturi ridicate. Aceasta promovează migrația și, prin urmare, fuziunea particulelor de metal. Ca rezultat, activitatea catalizatorului nu este complet restaurată. Cocsul ars în timpul regenerării conduce la o spălare mai mare a clorului din catalizator. Prin urmare, este necesară etapa de oxichlorurare a acestuia. Este catalizată prin reformarea furnizării de compus organocloric (dicloretan).

Ultima generație de catalizatori de reformare diferă prin faptul că, împreună cu platina, conțin unul sau mai multe metale. Astfel de catalizatori se caracterizează printr-o stabilitate ridicată în condițiile perioadei de reacție, care în cele din urmă asigură posibilitatea obținerii unor randamente mai mari ale benzinei cu cifră octanică ridicată a hidrocarburilor reformate și hidrocarburilor aromatice.

În prezent, există un număr mare de catalizatori industriali de reformare în lume. Principalele firme care produc catalizatori reformatori sunt UOP, FIN, Criterion, Akzo-Nobel, etc. Primele două dintre cele de mai sus sunt cele mai semnificative în momentul de față.

În ultimii ani, China, Japonia și Rusia sunt producători semnificativi de catalizatori.

Tehnologia de sinteză a catalizatorilor reformatori este în continuă evoluție. Proprietățile lor sunt din ce în ce mai optimizate. În fiecare an, firmele producătoare de aceștia pretinde că au stăpânit producția de desene și modele industriale îmbunătățite. Acest lucru nu este surprinzător, deoarece catalizatorul este una dintre cele mai importante componente ale procesului.







Articole similare

Pagina anterioară

Pagina următoare

Trimiteți-le prietenilor: