Диссертация (1090986), страница 23
Текст из файла (страница 23)
в выбранных условияхпервоначальнойактивностикатализатораSAPO-34/Al2O3 – микросфера.Уменьшение длительности процесса регенерации приводит к повышениюконцентрации УСО на образцах частично регенерированного катализатора, контрольноетестирование которых показывает неполное восстановление первоначальной активностикатализатора (табл.3.4.5.3).Уменьшение длительности процесса регенерации до 30 мин, приводит к неполномувосстановлению первоначальной активности катализатора. Так, при контрольном146тестировании образца № 5 наблюдается первоначальная активность катализатора равная55%, что составляет 69% от первоначальной конверсии хлористого метила, полученной наобразце № 1 (табл.
3.4.5.3).Таблица № 3.4.5.3Степень восстановления первоначальной активности частично регенерированногокатализатора SAPO-34/Al2O3– микросфера.№образца Концентрациячастичноуглеродсожержащихрегенерированного отложений, г/см3катализатора30,000540,021450,0313Степеньвосстановленияпервоначальной активностичастично регенерированногокатализатора97,086,069,0- конверсия хлористого метила;- суммарная селективность образования олефинов С2=-С3= ;- удельная поверхность катализатора.Рис. 3.4.5.2. Влияние концентрации углеродсодержащих отложений накатализаторе SAPO-34/Al2O3 на конверсию хлористого метила, суммарную селективностьобразования олефинов С2=-С3= , удельную поверхность катализатора.Продолжительность контрольного теста – 30 мин.147Изданныхуглеродсожержащихрисунка3.4.5.2отложенийвидно,приводиткчтопотереувеличениеконцентрациикаталитическойактивности,сопровождающейся ростом суммарной селективности по низшим олефинам С 2=-С3= .Наблюдаемыеотложений назакономерностивлиянияконцентрацииуглеродсожержащихкатализаторе хорошо согласуются с динамикой изменения основныхфизико-химических характеристик катализатора (табл.
3.4.5.2).Показано, что наличие углеродсодержащих отложений на катализаторе влияет насуммарнуюселективностьпонизшимолефинамС2=-С3=.Так,например,приконцентрации углеродсодержащих отложений к массе регенерированного катализатора –0,0313 г/см3, суммарная селективность по низшим олефинам С2=-С3=, наблюдаемая запервые30мин.работы,ужесоставляет68мол.%.Помереувеличенияпродолжительности опыта, значение показателя достигает 80 мол.%. (табл.
3.4.5.4).Показано, что наличие углеродсодержащих отложений на катализаторе оказываетвлияниенаосновныепоказателидезактивированном SAPO-34/Al2O3процессапиролизахлористогометила.На- микросфера процесс пиролиза осуществляется сувеличением суммарной селективности по низшим олефинам С2=-С3= и значительнымпадением конверсии хлористого метила.Полученные данные легли в основу патента на изобретение - «Способкаталитического пиролиза хлористого метила», № RU2522576C1, дата подачи заявки10.04.2013, опубликовано 20.07.2014, Кл.
C07C1/26, C07C11/06, C07C11/04, C07C11/08,B01J38/12.148Таблица № 3.4.5.4Динамика изменения селективности образования продуктов реакции пиролизахлористого метила в зависимости от продолжительности опыта при различнойдлительности процесса регенерации катализатора. SAPO-34/Al2O3– микросфера.Контрольный тест: температура 4250С.Регенерация: температура 5500С.Селективностьобразования,мол.%CH4C2H4C3H6ΣС2=─С3=С2+Времяопыта,мин.306090120306090120306090120306090120306090120650 ч-1.331 ч-1.№ образца12345Концентрация углеродсожержащих отложений, г/см30,000,000,00050,02140,03132,492,352,322,262,462,162,412,392,563,342,172,452,522,804,252,432,882,933,466,4013,3114,3614,8818,6227,2220,8321,7922,4925,1033,6127,2327,9928,4430,7838,9933,5333,8234,4936,5343,7324,9526,5327,1731,0240,9736,5037,0637,7839,2143,0643,0542,8642,8143,2940,6044,9843,4743,4042,2236,3938,2640,8942,0449,6468,1957,3358,8560,2764,3176,6770,2870,8571,2574,0779,5978,5277,2977,8978,7580,1259,2556,7755,6448,1029,3540,5138,7337,3333,1319,9927,5426,7026,2323,1316,1619,0519,8319,1817,7813,491493.4.6 Изучение стабильности микросферического катализатора SAPO-34/Al2O3в непрерывном режиме проведения циклов реакция-регенерация.В рамках экспериментальной работы была изучена стабильность катализатораSAPO-34/Al2O3 - микросфера в условиях непрерывной сменыциклов реакция-регенерация (рис.
3.4.6.1).- «реакция»;- «регенерация».Рис. 3.4.6.1 Диаграмма стабильности работы катализатора SAPO-34/Al2O3микросфера процесса пиролиза хлористого метила в условиях непрерывной смены цикловреакция-регенерация.Реакция: температура 4250С,Регенерация: температура 5500С,650ч-1., длительность опыта 120 мин.331 ч-1,длительность регенерации 135мин.Катализатор SAPO-34/Al2O3 выдержал 50 полных циклов реакция-регенерация(рис. 3.4.6.1). Полученные данные показывают, что выбранные условия процессарегенерации дезактивированного катализатора приводят к полному восстановлению егокаталитических свойств. На свежем образце первоначальнаяконверсия хлористогометила составляла 79%, а по прошествии 50 циклов - 78,5%. Результаты экспериментовговорят о стабильности SAPO-34/Al2O3 в выбранныхусловиях осуществления, какпроцесса пиролиза хлористого метила, так и процесса регенерации.Исследования процесса регенерации отработанного катализатора SAPO-34/Al2O3–микросфера позволило оценить:-влияние условий процесса регенерации (температуры и объемной подачи воздуха)на её продолжительность;150- зависимость прироста массы углеродсодержащих отложений, образующихся впроцессе пиролиза хлористого метила, от длительности его проведения;- динамику изменения остаточной массы углеродсодержащих отложений (УСО) взависимости от продолжительности регенерации катализатора;- влияние длительности регенерации на показатели процесса пиролиза хлористогометила;- физико-химические характеристики образцов катализатора SAPO-34/Al2 O3–микросфера с различной степенью обуглероживания;- стабильность катализатора в условиях непрерывной смены циклов «реакциярегенерация».Обобщая полученные результаты, рекомендуется осуществлять регенерациюдезактивированного катализатора SAPO-34/Al2O3 - микросфера методом выжигания притемпературе 550 0С в токе воздуха, объемная подача которого составляет 331 ч -1.Использованиечастичнодезактивированногохлористого метила способствуеткатализаторавпроцессепиролизаувеличению суммарной селективности по этилену ипропилену, в тоже время приводит к значительному снижению конверсии хлористогометила.1513.5.Отработка процесса каталитического пиролиза хлористого метила врежиме псевдоожижения на пилотной установке.Рекомендации по выбору технологический условий (температура, объемнаяскорость подачи, линейная скорость, режим регенерации) осуществления процессакаталитического пиролиза хлористого метила в режиме псевдоожижения на катализатореSAPO-34/Al2O3 – микросфера с преимущественным получением этилена и пропиленаоснованынарезультатахсериипилотныхиспытаний.Загрузкакатализатораварьировалась от 100 до 1000 см3.
Отработка процесса проведена на пилотной установкев интервале температур 425-4500С, объемной скорости подачи 650-900 ч-1, а также вдиапазоне линейных скоростей 1-15 см/с. Дополнительно на пилотной установкеотработан режим регенерации в температурном интервале 450-5500С, в диапазонеобъемных скоростей подачи воздуха 299-663 ч-1. Давление в реакторе 1- 3 ата.3.5.1 Описание пилотной установки и методики проведения эксперимента ирегенерации катализатора.Методика проведения эксперимента.Пилотные испытания процесса каталитического пиролиза хлористого метила врежиме псевдоожижения на катализаторе SAPO-34/Al2O3 – микросфера проведены наустановке, схема которой представлена на рис.
3.5.1.1.Пилотная установка каталитического пиролиза хлористого метила состоит изследующих основных блоков:- блок подачи исходных газов;- реактор каталитического пиролиза;- блок выделения хлористого водорода и- блок осушки реакционных газов от капельной воды;- блок контроля параметров процесса и управления.Блок подачи исходных газов предназначен для ввода в реакционный узел (реакторпоз.21) азота, воздуха и хлористого метила. Азот используется на пилотной установке дляпродувки во время пуска и остановки технологического процесса.Воздух подается в реактор при проведении процесса регенерации катализатора.Хлористый метил вводится в реактор при осуществлении технологическогопроцесса.152Санитарнаялиния5342191СH3Cl2212247Санитарнаялиния3421833171514133534111Азот3921108Воздух2369Санитарная линия25ВодаВода3432716203226371281301291282302303292Хроматограф304362He31Слив солянойкислоты361He372HeКомпьютерХроматограф38HeРис.
3.5.1.1. Схема пилотной установки каталитического пиролиза хлористого метила.1, 7, 13 – баллоны с газами; 2, 8, 14 – редукторы; 3, 9, 15 – фильтры; 4, 10, 16 – регуляторы расхода газа; 5, 11, 17 –электромагнитные клапаны;6, 12, 18 – контрольные клапаны; 19 – 3-х ходовой электромагнитный кран; 20 – клапан сброса давления; 21 – реактор; 22 –электропечь; 23 – термопара в реакторе; 24 – термопара в электропечи; 25 – манометр; 26, 27, 32, 341,2,3 – 3-х ходовые электромагнитныекраны, 281,2, 291,2 – ловушки с водой, 301,2.3,4 – ручные краны; 31 – игольчатый вентиль; 33 – осушительная колонка с CaCl2, 35 – газовыечасы; 361,2 – шестиходовой кран-пробоотборник, 371,2 – хроматограф, 38 – компьютер, 39 – адсорбер с активированным углем.153Исходные газы вводятся в реактор поз.21 из соответствующих баллонов черезредуктор, затем фильтр, и далее через регулятор расхода газа, электромагнитный клапани контрольный клапан.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
