Диссертация (Получение низших олефинов каталитическим пиролизом хлористого метила), страница 11

Расход азота поддерживается регулятором РРГ-10 поз.5, управлениекоторым осуществляется через блок управления поз. 6.Хлористый метил из баллона через трехходовой кран поз.8 и поз.9 подают в реакторпиролиза поз.1. Заданная подача хлористого метила, устанавливается и поддерживается спомощьюсистемы дозировки «маностат-реометр» поз.7. Подача хлористого метилаконтролируется с помощью пенного расходомера поз.10. Сброс хлористого метила послепенного расходомера поз.10 под тягу осуществляется через фильтр поз.11, заполненныйактивированным углем.Реактор пиролиза поз.1 представляет собой трубку, выполненную из стекла Симакс.

Входхлористого метила осуществляется снизу реактора поз.1 через фильтр Шотта поз.3. Реакторснабжен гильзой для термопары поз.2. Обогрев реактора поз.1 осуществляется с помощьюэлектрообмотки поз.4, выполненной из стальной проволоки. Температурный режим в реактореподдерживается с помощью интегрально-дифференциального терморегулятора ТРМ-148 поз.12посредством регулирующей термопары поз.2, установленной в гильзе реактора поз.1.

Точностьизмерения температуры составляет ±1оС. При повышении температуры до 570оС в зоне реакциина приборе ТРМ-148 предусмотрена световая и звуковая сигнализация, а также блокировка,обеспечивающая отключение электрообмотки поз.4 от сети (напряжение 220 V).Блок управления РРГ-10 поз.6, а также терморегулятор ТРМ-148 поз.12 подключаются кпрограмме управления поз.22 через электропреобразователь многоканальный поз.13.При проведении испытаний по выбору активного компонента на основе SAPOиспользуется реактор со стационарным слоем катализатора. Площадь сечения реакторасоставляет 3,3 см2. Объем загружаемого катализатора составляет 3-5 см3.

Остальной объемзаполняетсяфарфоровойнасадкой.Загрузкареактораосуществляетсявследующейпоследовательности:- фарфоровая насадка;- катализатор;- фарфоровая насадка.Месторазмещенияслоякатализатораповысотереакторапредварительно снятому температурному профилю реактора поз.1.62определялосьпоЭкспериментальныеисследованияактивностимикросферическогокатализаторапроводятся в режиме псевдоожижения, который создается посредством пропускания исходногохлористого метила через фильтр Шотта поз.3. Площадь сечения реактора составляет 3,3 см2.Объем загружаемого катализатора – 10,5-50 см3.Реакционные газы из реактора поз.1 через серповидный кран поз.16 поступают в склянкуДрекселя поз.17 или поз.18, заполненную дистиллированной водой с добавлением индикатораметилоранжа. В склянке Дрекселя осуществляется поглощение хлористого водорода изгазообразной смеси продуктов реакции.

Объем склянки Дрекселя составляет 500 мл. Послекаждой склянки Дрекселя поз.17 и 18 устанавливается вспомогательная склянка (на схеме неуказана), заполненная водой, подкрашенной метилоранжем, для выявления возможногопроскока хлористого водорода из склянок поз 17 и 18.Через 30 мин от начала опыта с помощью серповидного крана поз.19 поток реакционногогаза перенаправляется в параллельно соединенную склянку Дрекселя поз.18. для сбораобразовавшегося хлористого водорода за следующие 30 мин. В это время из первой склянкипоз.17 отбираетсярастворсолянойкислоты,исклянкапоз.17 вновьзаполняетсядистиллированной водой с добавлением индикатора метилоранжа. Через последующие 30 миннаправление потока вновь изменяют со второй склянки Дрекселя поз.18 на первую поз.17.

Извторой склянки поз.18 затем отбирается раствор соляной кислоты, и она вновь заполняетсядистиллированной водой с добавлением индикатора метилоранжа.Отобранный за 30 мин раствор соляной кислоты из склянки Дрекселя поз. 17 или поз. 18анализируется методом алкалиметрического титрования на содержание хлористого водорода.Раствор соляной кислоты нейтрализуется щелочью и утилизируется.Реакционные газы, отмытые от хлористого водорода,оснащенный блоком управления поз.15, которыйпоступают в РРГ поз.14,подключаются к программе управленияпоз.22 через электропреобразователь многоканальный поз.13.Измерение и фиксирование объема реакционных газов с помощью РРГ поз.14производится каждые 30 мин.Реакционный газ, выходящий из РРГ поз.14, сбрасывается под тягу через фильтр поз.11,заполненный активированным углем.Состав реакционной газовой смеси определяется посредством хроматографическогометода с использованием хроматографахроматографического анализа«Кристалл 5000.2» поз.

21. Обработка данныхосуществляется с помощью программного обеспечения«Хроматэк Аналитик» поз. 22. Проба газовой смеси для хроматографического анализаотбирается из пробоотборника поз 20 с помощью шприца каждые 30 мин.63В течение опыта контролировали и фиксировали скорость подачи хлористого метила,температуру в реакторе поз.1, количество реакционных абгазов.Через 30 мин от начала опыта и далее через каждые последующие 30 мин анализировали:- содержимое склянки Дрекселяалкалиметрическим титрованием на содержаниехлористого водорода, предварительно определяя массу раствора соляной кислоты;-содержимое пробы газообразной реакционной смеси методом ГЖХ на содержаниенепрореагировавшего хлористого метила, продуктов реакции – углеводородов С1-С5.64Рис.

2.2.1 Схема лабораторной установки получения этилена и пропилена каталитическим пиролизом хлористого метила№п/п12345Наименование№п/преактор6термопара7фильтр Шотта8электрообмотка 9РРГ расхода азота 10Наименованиеблок управления РРГсистема «маностат-реометр»трехходовой крантрехходовой кранпенный расходомер№п/п1112131415Наименование№п/пфильтр16терморегулятор ТРМ-148 17электропреобразователь 18РРГ расход газа на выходе 19блок управления РРГ2065Наименование№п/псерповидный кран 21склянка Дрекселя 22склянка Дрекселя 23серповидный кранпробоотборникНаименованиехроматографкомпьютерРРГ расходавоздуха2.3.Методикапроведенияпроцессарегенерациидезактивированныхкатализаторов на основе силикоалюмофосфата SAPO-34При проведении процесса пиролиза хлористого метила силикоалюмофосфатныекатализаторы типа SAPO (стационарный слой катализатора), а также микросферическийкатализатор(режимпсевдоожижения)дезактивируютсязасчетобразованияуглеродсодержащих отложений (УСО).

Для восстановления первоначальной активностиобразцы катализаторов подвергаются окислительной регенерации в токе воздуха.Реакции, протекающие в процессе регенерации дезактивированного катализаторапиролиза хлористого метила:1. С +0,5О2 → СО2. С + О2 → СО2Процесс регенерации дезактивированного катализатора пиролиза хлористогометила осуществляетсяс целью удаления углеродсодержащих отложений методомвыжигания в токе воздуха.Процессрегенерациидезактивированногокатализатораосуществляетсясиспользованием технологического оборудования в соответствии со схемой лабораторнойустановки каталитического пиролиза хлористого метила рис.

2.2.1.Процесс регенерации дезактивированного катализатора осуществляется в двестадии:1) ПродувкаПродувка реактора поз.1 осуществляется с целью удаления остаточных количествнепрореагировавшего хлористого метила и продуктов пиролиза из реакционной зоны, атакже вывода реактора на температурный режим процесса регенерации – 550оС. Вкачестве продувочного газа используется азот. Азот в реактор поз.1 подается из баллона.РасходазотаподдерживаетсярегуляторомРРГ-10поз.5,управлениекоторымосуществляется через блок управления поз. 6.Дезактивированный катализатор находится в реакторе поз.1 после проведенияпроцесса пиролиза хлористого метилапри температуре 400-500°C.

По завершениипроцесса пиролиза подача хлористого метила в реактор прекращается посредствомпостепенной компенсации подачей азота. Температура в реакторе поз.1 повышается до550°C в токе азота. Во время вывода реактора поз.1 на температурный режим процессарегенерации продувочный азот удаляет из реакционной зоны остаточные количествапродуктов пиролиза.66Продувочныйазот,содержащийуглеводородыС1-С5,непрореагировавшийхлористый метил, хлористый водород, из реактора поз.1 поступает через серповидныйкранпоз.16 в склянку Дрекселя поз.17, заполненную дистиллированной водой сдобавлением индикатора метилоранжа. В склянке Дрекселя поз.

17 осуществляетсяпоглощение хлористого водорода изотдувочного азота. Далее отдувочный азот,освобожденный от хлористого водорода, через РРГ поз.14, оснащенный блокомуправления поз.15, а также фильтр поз.11 отводится под тягу.После проведения продувки дезактивированного катализатора полученный растворсоляной кислоты из склянок Дрекселя не удаляется, а используется далее для поглощенияхлористого водорода, который десорбируется с поверхности катализатора в процессерегенерации.При достижении заданной температурыв реакторе поз.1 – 550°C включаетсяподача воздуха и одновременно снижается подача азота до полного прекращения егоподачи.2) РегенерацияПроцесс регенерации дезактивированного катализатора проводится в токе воздуха.Воздух с заданным расходом в реактор поз.1 подается из баллона.

Расход воздухаподдерживается регулятором РРГ-10 поз.23, управление которым осуществляется черезблок управления поз. 6.В реакторе поз.1 поддерживаются следующие условия:температура – 550 оС; давление – атмосферное.Выходящие из реактора поз.1 реакционные газы регенерации направляются в однуиз последовательно соединенных пар склянок Дрекселя поз.17 и 18, где осуществляетсяпоглощениедесорбированногохлористоговодородасолянокислымраствором,полученным при отдувке реактора. По завершении процесса регенерации проводитсяанализ полученной соляной кислоты на содержание поглощенного хлористого водородаалкалиметрическим методом.Реакционные газы регенерации, очищенные от хлористого водорода, после склянкиДрекселя поз.17 или поз.

18 сбрасывается под тягу через фильтр поз.11, заполненныйактивированным углем.Длительность процесса регенерации определяется наличием в потоке газоврегенерации диоксида углерода. Анализ на содержание диоксида углерода в газахрегенерацииосуществляетсянагазоанализатореОРСА.Каждые15мин.изпробоотборника поз.20 с помощью газовой пипетки объемом 100 мл. отбирается пробагазов регенерации на анализ. Отсутствие диоксида углерода в газовом потоке служитпоказателем для завершения процесса регенерации.67По окончании регенерации подача воздуха в реактор поз.1 прекращается, при этомподача азота увеличивается до заданного значения, а также отключается обогрев реакторапоз.1По достижению в реакторе комнатной температуры подача азота в реактор поз.1 .прекращается.Послепроведенияпроцессарегенерациивреакторепоз.1находитсярегенерированный катализатор, готовый для проведения дальнейших испытаний процессакаталитического пиролиза хлористого метила.2.4.