Диссертация (1090986), страница 26
Текст из файла (страница 26)
Выбранныйинтервал линейных скоростей включает оптимальные значения, при которых степеньконверсии хлористого метила, а также суммарная селективность образования низшихолефинов С2=─С3= стабильны и достигают приемлемых в промышленности величин.164Таблица 3.5.4.1Влияние линейной скорости на конверсию CH3Cl, а также селективности образованияпродуктов пиролиза хлористого метила.
SAPO-34/Al2O3– микросфера.Температура 4250С,Технологический показательКонверсия CH3Cl, %Селективностьобразования CH4, мол.%Селективностьобразования C2H4, мол.%Селективностьобразования C3H6, мол.%Селективностьобразования ΣС2=─С3=, мол.%Селективностьобразования С2+, мол.%Времяопыта,мин.902409024090240902409024090240650 ч-1.Линейная скорость, см/с.148121571,4925,562,4811,0835,7745,0345,9632,6081,7377,6315,7911,2970,5124,992,1411,0136,1146,0045,0833,1081,1979,116,679,8972,1125,052,7110,1235,4345,1644,7133,2180,1478,3717,1511,5171,3325,463,0110,1537,1244,8946,1633,7783,2878,6613,7111,1970,6825,312,559,5135,7345,2246,0033,1581,7378,3715,7212,123.5.5 Отработка процесса регенерации дезактивированного катализатораSAPO-34/Al2O3 микросфера.Определение температурного режимапроцесса регенерации отработанногокатализатора пиролиза хлористого метила.По результатам лабораторных исследований рекомендовано осуществлять процессрегенерацииотработанногокатализаторапиролизахлористогометиламетодомвыжигания в токе окисляющего агента.ТестированиемикросферапроцессарегенерациидезактивированногоSAPO-34/Al2O3-на пилотной установке проведено в диапазоне температур 450-5500С.
Вкачестве окисляющего агента использовался воздух, объемная подача которого составляла331ч-1.КатализаторSAPO-34/Al2O3микросферапредварительноподвергалсязауглероживанию в процессе пиролиза хлористого метила в течение 120 мин. притемпературе 425 0С и объемной скорости подачи хлористого метила 650 ч -1. Выбраннаядлительность предварительного опыта по зауглероживанию, температура и объемнаяподача хлористого метила обусловлена результатами ранее проведенных пилотныхиспытаний, которые показали, что при объемной подаче 561 ч -1, а также температуре4250С период активной катализатора был равен 120 мин., конверсия хлористого метила исуммарная селективность по низшим олефинам С2=-С3= составили 70-80 мол.% и 80мол.%, соответственно.
Регенерированные образцы катализатора проходили контрольное165тестирование в процессе пиролиза хлористого метила при этих же условиях с цельюопределения степени восстановления их активности.Рис. 3.5.5.1. Зависимость длительности процесса регенерации катализатораSAPO-34/Al2O3 - микросфера от температуры регенерации.331 ч-1Показано, что продолжительность регенерации при температуре 450 0С составила300 мин. Повышение температуры регенерации до 550 0С позволяетсократить времявосстановления активности SAPO-34/Al2O3 более чем в два раза, до 135 мин (рис.
3.5.5.1).Регенерированные при различных температурах образцы катализатора подвергалиськонтрольному тестированию в процессе пиролиза хлористого метила, результатыкоторогоподтверждают,чтоактивностьвсехрегенерированныхкатализатороввосстанавливается полностью.Выбор объемной подачи воздуха в процессе регенерации отработанногокатализатора пиролиза хлористого метила.Объемнаяподачавоздухаоказываетвлияниенадлительностьпроцессарегенерации. Проведены исследования в интервале объемных подач воздуха 229-663 ч-1при температуре 5500С (рис. 3.5.5.2).
Предварительно катализатор дезактивировался впроцессе пиролиза хлористого метила при температуре 425 0С и объемной скоростиподачи хлористого метила 650ч-1 в течение 120 мин.Получено,чтоприобъемнойподаче663ч -1 полноевосстановлениемикросферического катализатора происходит за 75 мин. Уменьшение объемной подачи до229 ч-1 приводит к увеличению длительности регенерации до 165 мин. Осуществление166процесса регенерации отработанного катализатора SAPO-34/Al2O3 - микросфера приобъемной подаче 331 ч-1 позволило получить продолжительность регенерации, равную120-135 мин., сопоставимуюс длительностью периода его активности (120 мин.) впроцессе пиролиза хлористого метила (рис.
3.5.5.2). Проверка каталитических свойствобразцов SAPO-34/Al2O3, отрегенерированных при различных объемных подачах воздухаподтвердила, что их активность восстановлена полностью.Рис. 3.5.5.2. Зависимость длительности процесса регенерации катализатораSAPO-34/Al2O3 микросфера от объемной подачи воздуха.Температура 5500С.Результаты тестирования процесса регенерации отработанного катализаторапиролиза хлористого метила на пилотной установке хорошо согласуются с данными,ранее полученными в ходе лабораторных исследований.3.5.5.1 Изучение динамики образования углеродсодержащих отложений накатализаторе SAPO-34/Al2O3 – микросфера в процессе пиролиза хлористого метила ивлияние концентрацииуглеродсодержащих отложений на его технологическиепоказатели.По результатам пилотных испытаний при температуре 425 0С и объемной скоростиподачи хлористого метила 650 ч-1получено, что в первые 2 часа эксплуатациикатализатора обеспечивается оптимальный режим осуществления процесса пиролизахлористого метила - суммарная селективность образования низших олефинов порядка 82мол.%, конверсия хлористого метила 72 мол.%.
Продолжительность опытов поисследованию динамики образования углеродсодержащих отложений составляла 30 мин.,60 мин., 90мин. и 120 мин.167Изучение динамики образования углеродсодержащих отложений на катализатореSAPO-34/Al2O3 – микросфера и влияние концентрации углеродсодержащих отложений напоказатели процесса пиролиза хлористого метила осуществлены на пилотной установкепри температуре 4250С и объемной скорости подачи хлористого метила 650ч-1. МассаУСО образовавшееся за время опыта определялась на основании результатов анализагазов регенерации по суммарному содержание СО и СО 2. Данные исследовательскойсерии представлены на рис.
3.5.5.1.1-3.5.5.1.2.SAPO-34/Al2 O3– микросфера.Температура 4250С,650 ч-1.Рис. 3.5.5.1.1. Динамика изменения концентрации углеродсодержащих отложений(УСО) в зависимости от продолжительности опыта.168- конверсия CH3Cl;- суммарную селективность образования С2=- С3=.Рис. 3.5.5.1.2. Влияние содержания углеродсодержащих отложений (УСО) наконверсию хлористого метила и суммарную селективность образования С2=- С3=.SAPO-34/Al2O3– микросфера.Температура 4250С,650 ч-1.По данным рисунка 3.5.5.1.1 по прошествии 30 мин.
с начала опыта концентрацияУСО составило 0,0062 г/см3 с увеличением продолжительности эксперимента до 120 мин.наблюдался рост концентрации УСО до 0,056 г/см3.Как показали результаты экспериментов повышение концентрации УСО накатализаторе от 0,0062 г/см3 до 0,056 г/см3 сопровождается падением конверсиихлористого метила с 80% до 66%, а также увеличением суммарной селективностиобразования С2=- С3=.в диапазоне 38-83 мол.% (рис.3.5.5.1.2). Показано, что концентрацияУСО на катализаторе в интервале 0,030-0,040 г/см3обеспечивает конверсию хлористогометиланауровне70-72%,атакжесуммарнуюселективностьпоС2=-С3=.порядка 82 мол.% (рис.3.5.5.1.2).
Полученные закономерности удовлетворительнокоррелируются с данными, определенными ранее на стадии лабораторных исследований.Промышленная реализация процесса пиролиза хлористого метила в низшиеолефины возможно при использовании реакторного узла, состоящего из реактора ирегенераторас циркулирующим внутри них псевдоожиженным слоем катализатора.169Потеря активности катализатора за время его пребывания в реакторе пиролиза полностьюснимается за время его регенерации.Для разработки реакторногоузла процесса пиролиза хлористого метиларекомендуется использовать следующие условия:- катализатор SAPO-34/Al2O3– микросфера;- реактор пиролиза- температура 425 - 450 0С; объемная скорость подачихлористого метила 650 - 900 ч-1;- концентрация УСО на катализаторе в ректоре - 0,030-0,040 г/см3;- регенератор - температура 540 - 550 0С; объемная подача воздуха 320 - 350 ч-1Осуществлениекаталитического процесса пиролиза хлористого метила ввыбранных условиях позволит стабилизировать конверсию хлористого метила не ниже70 % и суммарную селективность образования низших олефинов и на уровне 80 - 82мол.%.1704.ПРИНЦИПИАЛЬНАЯПОЛУЧЕНИЯНИЗШИХТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯОЛЕФИНОВСХЕМАКАТАЛИТИЧЕСКИМПИРОЛИЗОМ ХЛОРИСТОГО МЕТИЛА.4.1.
Принципиальная технологическая схема процесса каталитическогопиролиза хлористого метила в низшие олефины С2=-С3=.По результатам научно-экспериментальных данных, полученных при выполненииисследований, разработана принципиальная технологическая схема способа получениянизших олефинов каталитическим пиролизом хлористого метила (рис. 4.1.1.).Принципиальнаятехнологическаясхемавключает:подогревсырьяврекуперативных теплообменниках поз. Т-1, поз. Т-2; смешение нагретого сырья с потокомрегенерированного катализатора; процесс пиролиза хлористого метила в реакторепоз. Р-1; регенерацию зауглероженного катализатора в регенераторе поз.
Р-2, и возвратего в реактор; разделение реакционной смеси в системе ректификационных колоннпоз. К-1 – К-7 на целевые продукты и непрореагировавший хлористый метил..Исходный хлористый метил смешивается с рециклом хлористого метила,выделенным в колонне поз. К-5, далее нагревается последовательно в трубчатыхрекуперативных теплообменниках поз. Т-1 (до 3500С), Т-2 (до 4000С), при необходимостив пусковом подогревателе поз. Т-3, после чегоподается в реактор поз. Р-1каталитического пиролиза хлористого метила в легкие олефины.
Процесс пиролизахлористого метила проводится в псевдоожиженном слое катализатора SAPO-34/Al2O3 микросфера, где хлористый метил является псевдоожижающим агентом, при давлении 1-2ата и температуре 425 - 450 оС. Аппарат для пиролиза хлористого метила состоит изсоединенных вместе реактора поз. Р-1и регенератора поз. Р-2. Реактор поз. Р-1представляет собой цилиндрический вертикальный аппарат с коническим днищем иэллиптической крышкой. Внутри аппарата, под крышкой, расположена группа из двухпоследовательных циклонов, а внизу, над коническим днищем, трубчатый распределительгаза - исходного сырья. Принятая компоновка определяет положение реакционной секцииреактора исепарационногопространства вцилиндрическомкорпусе реактора.Циркуляция катализатора между реактором и регенератором обеспечена расположениемнапорного стояка в реакционной секции и возможностью присоединения возвратнойлинии из регенератора к коническому днищу реактора. Для контроля и управленияреактор снабжён 3-мя штуцерами (вверху и 2 внизу в слое катализатора) для контроляуровня катализатора и штуцерами для замера температуры в трёх точках - внизу, в слое инад слоем.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
