7 Катализаторы в нефтепереработке. Основные свойства катализаторов. Обратимые и необратимые отравления катализаторов. Выжиг кокса с поверхности катализатора.

В нефтепереработке многие процессы проводят в присутствии катализатора, для повышения эффективности процесса (скорости и глубины).

Любой катализатор обладает определенными свойствами:

1)Активность каt – способность катализатора постоянно влиять на химический процесс, постоянно выполнять свои функции. Определяется количеством продукта, образовавшегося в единицу времени на единицу объема катализатора (или реактора).

2)Стабильность - Св-во каt сохра­нять активность во время эксплуа­тации. При хорошей стабильности расход свежего каt <0,05-0,10% от сырья.

3) Селек­тивность (избирательность) - способность давать мах выход целевого продукта. Обычно зависит от природы кат и параметров процесса.

4) В процессе производства поверхность ка­t может покрываться смолисто-коксовыми отложениями. Для восстановления активности эти отложения выжигают посредством контакта горячего каt с потоком воздуха. Чем выше t регенерации, тем быстрее протекает этот процесс. Однако чрезмерно высокие t вызывают спекание вещества ка­t — тем самым нарушается его пористость и уменьшается активная поверхность. Поэтому важно, чтобы каt был термически стабилен при нормальных t регенерации (600-750°С).

5)Механическая прочность каt. Частицы претерпевают трение и удары о стенки аппаратуры и друг о друга, в результате чего они могут раскалываться или истираться. Мех. проч­ность каt определяют методом истирания проб в цир­куляционной системе в псевдоожиженном слое, с одновременными ударами частиц о Металлическую поверхность. Чем выше прочность, тем более долговечен катализатор и тем реже нужно восполнять его количество.

6)Стойкость к отравлению сернистыми, азотистыми и метало-органическими соединениями, содержащимися в сырье. Дезактивация катализатора происходит за счет блокировки и отравления активных центров. Что приводит к нарушению работы катализатора и снижению его эффективности.

Отравление катализаторов и их регенерация. Отравление каt - присутствие в реакционной системе некоторых веществ, часто в небольшом количестве, способных снижать, а иногда и полностью подавлять активность каt, такие вещества называются каталитическими ядами. Н₂S, COS, CS₂, сульфиды, дисульфиды, меркаптаны, тиофены, свободные галогены, соединения свинца, мышьяка, селена и металлоорганика. Причина отравления – адсорбция яда на активных центрах каt. Различают 2 вида отравления: обратимое - исходная активность каt может быть восстановлена после удаления яда. Необратимые – каt прочно удерживает яд и активность его не восстанавливается даже после удаления яда из зон реакции. Ароматика и САВ приводят к обратимому отравлению каt-ра. К необратимому - Ме, N, S. Для их удаления сырье подвергают ГО.

Выжиг кокса - при регенерации каt, когда коксовые отложения вы­горают при контактировании с О₂воздуха, выделяется значительное кол-во тепла, которое необходимо отводить из зоны регенерации, чтобы не пере­греть всю массу каt. При этом продолжительность регенера­ции не должна быть чрезмерно большой, чтобы регенератор имел приемлемые размеры. Содержание кокса на каt после регенерации не должно превышать 0,05%. Для цеолитсодержащих каt необходима глубокая регенерация, так как из-за их высокой активности в первую оче­редь закоксовывается цеолитовый наполнитель, а затем алюмосиликатная матрица.