Способ управления процессом активации хромкальцийникельфосфатного катализатора для дегидрирования углеводородов

 

Изобретение касается каталитической химии, в частности способа управления процессом активации хромкальцийникельфосфатного катализатора для дегидрирования углеводородов. Цель - сокращение времени активации и повьппение активности катализатора. Процесс Ъедут регулированием расхода паровоздушной смеси на стадии выжигания графита за счет изменения давления этой сме :и над слоем катализатора в зависимости от концентрации СО j в отходящих газах при 450-590 С. Затем при равномерном увеличении температуры от 540 до 600°С со скоростью -6°С/ч проводят разработку катализатора для удаления сернистых соеди-. нений, гигроскопической влаги и упорядочения микроструктуры катализатора . Способ позволяет сократить время активации катализатора на стадии разработки с 60 ч до IО ч и увеличить производительность за пробег катализатора на 4,2% при одинаковом расходе сырья. 1 ил, 1 табл. i (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ . РЕСПУБЛИК

1 (д11 4 B Ol 7 37/10, 23/86

gg gq P, 1

В

Ь

ЪР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4107859/23-04 (22) 24.06,86 (46) 30.07.88. Бюл. У 28 (72) В,P.Tó÷èíñêèé, В.M.Клюкин, А.Н.Гуревич и Е.Л.Осовский (53) 66.097.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1036719, кл, С 07 С 5/32, 1983.

Андрушкевич М.М. и др. Активация хромкальцийникельфосфатного катализатора. -Кинетика и катализ. Т.ХШ, вып.5, 1972, с.1275. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ АКТИВАЦИИ ХРОМКАЛЬЦИЙНИКЕЛЬФО СФАТНОГО 1

КАТАЛИЗАТОРА ДЛЯ ДЕГИДРИРОВАНИЯ УГЛЕВОДОРОДОВ (57) Изобретение касается каталитической химии, в частности способа уп. равления процессом активации хромкальцийникельфосфатного катализатора

„„SU„, 1412802 А1 для дегидрирования углеводородов.

Цель — сокращение времени активации и повышение активности катализатора.

Процесс ведут регулированием расхода паровоздушной смеси на стадии выжигания графита эа счет изменения давления этой сме и над слоем катализатора в зависимости от концентрации СО . в отходящих газах при 450-590 С. 3атем при равномерном увеличении температуры от 540 до 600 С со скоростью

4-6 С/ч проводят разработку катализатора для удаления сернистых соединений, гигроскопической влаги и упорядочения микроструктуры катализато" ра. Способ позволяет сократить время активации катализатора на стадии раз- работки с 60 ч до 10 ч и увеличить производительность за пробег катализатора на 4,2% при одинаковом расходе сырья. 1 ил, 1 табл.

1412802

Изобретение относится к активации ,катализаторов для дегидрирования угле1 водородов, в частности к способам у равления процессом активации.

Цель изобретения — сокращение времени активации и повьппение качества, :подготовки катализатора эа счет оп.ределенных условий выжига графита и разработки катализатора. 10

На чертеже представлена схема уп,равления процессом активации.

Процесс активации катализатора, включающий стадии выжига графига и разработки катализатора, проводят в 15 реакторах 1 и 2 с неподвижным слоем катализатора, в которых после акти нации осуществляют дегидрирование уг" леводородов.

Сырье и пар подают в реакторы после 2О, предварительного перегрева в печи 3 °

Система управления процессом вклю чает логическую машину 4 для переклю чения режимов работы реакторов, регу лятор 5 расхода пара в печь, регулятор 6 расхода rûpüÿ в печь, регулятор

7 расхода воздуха в реакторы, регуля; тор 8 температуры в реакторах, датчики 9 давления над слоем катализатора реакторов 1 и 2, анализатор 10 содер- 30 жания СО в отходящих газах, регулятор ll давления в реакторах, програм-. матор температуры 12, блок 13 коррекции давления и таймер 14.

Пример. Осуществление способа 35 (для процесса дегидрирования изоамиленов в иэопрен).

Реакторы 1 и 2 заполняют хромкальцийникельфосфатным катализатором

ИИ-2204 по 12 т в каждом реакторе. 4О

Катализатор содержит катионы кальция, никеля и хрома, связанные с радикалами фосфорной кислоты, X: Р0 50; Са

4. 4.

28; Ni + 5; Cr ++ 2, При таблетировании в катализатор 45 добавляют графит для прочности. После загрузки в реактор катализатор . подвергают активации, включающей две стадии: выжига графита и разработки катализатора.

Э

SO

Стадия выжига графита. Стадия включает разогрев катализатора до

450 С (длительность 10 ч), собст" венно выжиг (длительность 40 ч) и термООбрабОтку перегретым паром (дли- 5 тельность 20 ч). Вьпкиг осуществляют при расходе пара 15 т/ч и воздуха10 т/ч. Начальное давление в реакторах 0,4 кг/см, что об" чечивается за счет низкого парциального давления кислорода, ограничивающего скорость выжига. Концентрация СО в отходящих газах в начале вьпкига 0,67. По мере вьакига графита концентрация СО уменьшается; с помощью блока 13, стремясь поддержать эту концентрацию неизменной, через регулятор 11 повьппают парциальное давление кислорода и, следовательно, скорость выжига. Это приводит к увеличению концентрации СО и продолжению выжига. В дальнейшем концентрация СО7 Опять уменьшается, с помощью регулятора ll увеличиваетдавле. ние кислорода и т.д. К концу вьвкига дав- ление доводят до 1,2 кг/см >, что обеспечивает полный выжиг графита. Темпе" ратуру в реакторах во .время вьпкига поддерживают с помощью регулятора 8 в среднем на уровне 5200С, Длительности стадий выжига в предлагаемом способе В и у прототипа

С примерно равны (70 ч).

Стадия разработки катализатора.

Разработку катализатора проводят для удаления сернистьм соединений, гигроскопической влаги, упорядочения микроструктуры и т.п. Нагрузка сырья (иэоамиленов } 4 т/ч и пара 15 т/ч, подача воздуха на регенерацию 2 т/ч.

Температуру задают с помощью блока 12: начинают с 540 С, затем через о каждый час поднимают ее на 6 С и доводят до 600 С. Таким образом, длительность разработки ь =10 ч.

Средние вьмоды целевого продукта (изопрена ) за период разработки:

П« у =23X — на пропущенное сырье;

Pp„ p =55X — на разложенное сырье.

Для прототипа скорость подъема температуры составляет 1 С/ч, следовательно, длительность разработки

7 =60 ч. Средние выходы целевого продукта в прототипе за период разработки приблизительно равны выходам предлагаемого способа: П ц =23X;

P «э =553 °

Характеристика процесса за пробег катализатора. Данный способ позволяет увеличить пробег катализатора, однако для простоты сравнения примем его

lV равным известному:(-= =4000 ч.

В этом случае рабочая стадия дегидрирования по изобретению составляет:

<> п7 -(+ ipz p ) 3920 ч; для прот< типа. ь рчп с (п+ Ipeyp)3870 ч.

L! 412802

На.дегидрирование подают (С e<}

8 т/ч сырья (иэоамиленов), 30 т/ч пара и 3 т/ч воздуха на регенерацию.

В данном способе средние выходы за рабочую стадию: Про «ЗОХ >> Ррда =787

В прототипе средние выходы за рабочую стадию: П =29Х; P « =76Х.

Производительность за пробег катализатора по изобретению: Я *Ср, эр х х>Г з, gpayp +G p f С риф Прфiа9417,2 T

Для прототипа производительность за пробег катализатора S 9033,6 т, т.е. предлагаемый способ обеспечивает увеличение производительности (при неизменном расходе сырья} на 4,2Х.

В таблице приведены данные по реализации предлагаемого способа в разl0 личных условиях.

Темпе" ратура вьиига, О

Руану >

П„,1, Х

Ррю. 8>

Х т/пробег ур > 11 3/ >

Э и/и

10 235 56>0 305 795 95742

450

l0 230 550

30,0 78,0 9417,2

520

l0 22,5 54>9- 29,5 77,0 9230,2

590

4 (ср) 440

Вмиг графита ие идет

5 (ср) 600

70

l2 23,0 55,0 30,0 78,0,, 9434,2

15 23 О 55 О 30 О 78 О 9409 8

520

70

520

) 600

60 23,0 55,0 29,0 76,0 i 9033,6

8 (пуототип) 70

Формула изобретения

Спосбб управления процессом активации хромкальцийникельфосфатного ка- 40 талиэатора для дегидрирования углевод: дородов, включающий регулирование расхода паровоздушной смеси на стадии выжига графита и равномерного увелио чения температуры от 540 до 600 С 45 на стадии разработки катализатора, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени активации

Скорость изменения температуры на стадии разработки, град/ч

18 0 49 0 25,0 68 О 7847 2 и повышения качества подготовки катализатора, на стадии выжига графита регулируют давление паравоздушной смеси над слоем катализатора в завиl симости от концентрации углекислого газа в отходящих газах и температуру в реакторах поддерживают в пределах

450-590оС, на стадии разработки катализатора равномерное увеличение температуры осуществляют со скоростью

4-6 град/ч.

14)2802 аз

Составитель Н. Путова

Редактор М. Товтин Техрец М.Ходанич Корректор Л. Патай

Заказ 3692/10 Тираж 519 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полигг- ическое предприятие, г, Ужгород, уп. Проектная, 4