Producția în care una sau mai multe dintre reacțiile chimice de bază apar cu participarea catalizatorilor se numește catalizator. Cu toate acestea, volumul de reacție pro-spațiu, mărimea și complexitatea dispozitivelor, cantitatea de personal în viață MNT TRIG și costurile generale de funcționare a proceselor catalitice sobst-venno și aparate constituie, în cele mai multe cazuri, durerea-o mică parte din această producție.
O diagramă tipică de proces a producției catalitice poate fi reprezentată aproximativ de următoarea secvență de operații și procese:
1. prelucrarea primară a materiilor prime pentru a produce principalii reactivi pentru procesul catalitic;
2. Curățarea amestecului de reacție de la impurități, catalizator (praf) sau catalizator otrăvitor (otrăvire);
3. Injectarea gazelor sau transportul reactivilor lichizi în reactor;
4. Reîncălzirea reactivilor la temperatura de cataliză;
5. Cataliza, urmată, de obicei, de atingerea sau furnizarea de căldură;
6. Prelucrarea produselor de cataliză în produse specifice de producție.
Pentru a crea o mai specifică reprezentare RASSM trim secvențial fiecare operațiune pentru două krupnomasshtab-TION, dar producția catalitică caracter foarte diferit: acid sulfuric de contact și cracare catalitică a fracțiunilor petroliere grele.
Contactarea producției de acid sulfuric. Primul pas - materii prime de prelucrare primară - este prăjirea-Kolchev dat în curent de aer sau de ardere a sulfului pentru a da un gaz care conține 7-10% S02, 8-11% 02, volum azot și o impuritate minoră Ogarkova praf, vapori de apă, trioxid de sulf , oxid de arsen, seleniu și, eventual, hidrogen fluorură.
Prin raportul dintre componentele principale, gazele de ardere îndeplinesc cerințele de oxidare catalitică prin reacție:
2SOa + 02 -> 2S03,
Adică există un exces de oxigen pentru oxidarea completă a SO2, dar aceste gaze sunt complet inadecvate pentru cataliză datorită conținutului de otrăvuri de contact și a prafului din ele.
A doua operație - purificarea gazelor pentru a asigura o funcționare suficientă pe termen lung a catalizatorului (2-4 ani) - include un număr de procese diferite. Dimensiunile globale ale aparatului implicate în această operațiune sunt de până la 40% din totalul echipamentului atelierului. Aparatele necesită un personal de întreținere semnificativ și costuri mari de energie.
A treia operațiune se efectuează cu ajutorul turbogazelor, care transportă gaz prin întregul sistem. Privind costurile energiei este una dintre cele mai scumpe operații, astfel încât să se străduiască întotdeauna să dea dimensiunea cos-grain a catalizatorului și a formelor la SECU-pici rezistență hidraulică minimă. Pentru acest kata-recuperatoare este format în formă de granule mari sau minitablete cu o dimensiune minimă de 4-6 mm, iar cea mai mare (lungimea pellet) până la 14 mm, deși este utilizat în primele stadii de contact doar 30-50% din suprafața interioară a granulelor poroase. Uneori sunt fabricate particule în formă de inel, în formă de stea și alte tipuri de particule de catalizator, deși acest lucru crește costul de fabricare a acestora. În catalizatorul inelar, utilizarea suprafeței interioare crește simultan cu scăderea rezistenței hidraulice. Un strat acestui catalizator este mai puțin înfundat cu praf, care este format prin eroziune și coroziune a căldură ciupiturile cosuri si alte echipamente.
În toate cazurile, atunci când se dezvoltă și se fabrică catalizatori pentru aparate cu strat de filtru, trebuie avut în vedere existența unei contradicții între intensitatea funcționării și rezistența hidraulică. Adesea, este necesar să se utilizeze granule mari pentru a reduce rezistența hidraulică, deși în detrimentul performanței catalizatorului.
A patra operație - încălzirea gazului la temperatura de ardere a catalizatorului - este efectuată în schimbătoare de căldură datorită căldurii de reacție de oxidare a SO2 eliberată în timpul catalizei. În același timp, o reducere necesară a temperaturii reactivilor este mai mult sau mai puțin realizată ca reacția reversibilă de oxidare exotermă a soluției de S02-
Cataliza se efectuează în principal în dispozitive de rafturi cu cinci paturi catalizatoare de filtrare și schimbătoare de căldură intermediare. Aparatele cu pat fluidizat [17] sunt stăpânite, pentru care este necesar un catalizator durabil rezistent la uzură melcospheric vanadiu (vezi pagina 141). Dimensiunile dispozitivelor de contact nu depășesc 10% din totalul echipamentului atelierului. Aparatele nu necesită întreținere complexă și ar putea funcționa mult timp fără observație dacă condițiile de preparare a gazului în primele patru operații nu au fost schimbate și gazul ar fi ochchschen de la otrăvurile de contact. Astfel, cu pregătirea perfectă a amestecului de reacție, operația principală, cataliza, necesită cea mai mică întreținere tehnologică.
Ultima operație (a șasea) este absorbția oxizilor de sulf (VI) și nu are nici un interes în acest aspect, deoarece are un efect redus asupra funcționării catalizatorului. Cu toate acestea, în cazul oxidării incomplete a S02 în aparatul de contact, absorbția este foarte complicată, deoarece după absorbția S03 este necesar să se purifice gazele reziduale din S02 rămase.
Așa cum se poate vedea din descrierea de mai sus, munca și regimul tuturor etapelor producției complexe sunt determinate în principal de calitatea, eficiența și stabilitatea catalizatorului.
Cracarea catalitică a fracțiilor de petrol grele. Fracțiile de condensare a uleiului la 300-500 ° C sunt cel mai adesea crăpate. Prelucrarea primară a uleiului constă în curățarea sărurilor și a apei, evaporarea fracțiilor principale în cuptoarele tubulare și separarea în fracțiuni în coloanele de distilare. Catalizatorul aluminosilicat utilizat pe scară largă la crăpare (vezi pagina 105) este otrăvit de impuritățile care pot fi prezente în produsul petrolier cracat. O otrăvire puternică, dar reversibilă a catalizatorului aluminosilicat are loc atunci când compușii de azot sunt prezenți în furaj. Catalizatorul este otrăvit ireversibil de compușii metalelor alcaline. Reduce activitatea catalizatorului compusului de nichel, fier, vanadiu și alte metale grele. Pentru cracare se utilizează ulei de distilat, care nu conține cantități semnificative de otrăvuri de catalizator, sau ulei (sau distilat cracat) este purificat din sulf și compuși azo prin hidrogenare.
Produsul petrolier este alimentat la unitatea de cracare prin pompe. Transportul vaporilor de hidrocarburi după crăpare este facilitat prin condensarea produselor de cracare în coloanele de distilare și frigidere. produse petroliere (materie primă cracare) se încălzește mai întâi în schimbătorul de căldură prin căldura de produse grele de cracare, și apoi - în tuburile cuptorului tubular până la 500 ° C, în arderea combustibilului (păcură, gaz) si se evapora. Cracarea catalitică se efectuează într-un reactor cu un singur strat. Astfel, reactorul în sine ar putea avea un dispozitiv simplu. Totuși, unitățile de cracare sunt complexe datorită activității instabile a catalizatorului.
Principalul motiv pentru reducerea rapidă a intensității catalizatorului roboții pa este de cocsificare, t. E. Stratul său de cocs care acoperă granulele, screening-ul catalizatorului. Rata de cocsificare depinde de tipul de materie primă. Aproximativ 10 minute de lucru în catalizator acumulează până la 2% cocs, care trebuie să fie ars pentru a restabili activitatea catalizatorului.
În astfel de condiții, utilizarea reactoarelor cu un strat fix (filtrant) de catalizator sa dovedit a fi irațională. Când schimbarea Reactoare (fluidizat) pat suspendat [2, 7, 9, 17], sau un catalizator în mișcare [7], care asigură îndepărtarea continuă a regenerării catalizatorului și va face-set a catalizatorului regenerat. Regenerarea se realizează într-un-Paratov ebulizat sau un pat de catalizator în mișcare, căldura de ardere a cocsului este folosit în două scopuri: 1) cataliza torusului-încălzit la 600 ° C și, astfel, la intrarea în reactor este compensată endotermic efectul fisurare; 2) gazele de ardere din regeneratoare servesc la producerea de abur. Catalizatorul este transportat între reactor și regenerator parțial prin gravitație și parțial prin conducte pneumatice.
Produsele de cataliza sunt purificate din praf, hidrocarburi grele și fracționat în coloanele de distilare cu semi-cheniem obicei benzină.
Rolul catalizei nu este, desigur, limitat la schema tipică dată mai sus. Unele fabricate (de exemplu, amoniacul) includ un număr de procese catalitice secvențiale. În alte cazuri, procesele catalitice sunt operațiuni auxiliare (de exemplu, curățarea catalitică a gazelor extrase). În mod natural, o astfel de producție nu aparține numărului de catalizatori, deși acestea includ procese catalitice.
Articole similare
-
Rolul publicității în procesul de comunicare, publicitatea ca comunicare și trăsăturile ei estetice,
Trimiteți-le prietenilor: