 |
Влияние объемной скорости подачи сырья на деструктивную изомеризацию н-гексана
|
|
|
|
Влияние объемной скорости подачи сырья на деструктивную изомеризацию н-гексана изучали на наиболее активном катализаторе 0,5% Pt/MOR при 300оС.
Исследования показали, что увеличение скорости подачи сырья снижает общую активность вследствие уменьшения времени контакта сырья с поверхностью катализатора. Повышение объемной скорости подачи н-гексана с 0,4 до 2,4 ч-1 почти не влияет на селективность в процессе деструктивной изомеризации. Селективность остается на достаточно высоком уровне и составляет 68,34–79,97% масс. Выход изопарафинов снижается с 52 до 9,78% масс. вследствие падения общей активности катализатора с 76,2 до 11,71% масс. (таблица 2.5, рисунок 2.7).
Таблица 2.5 – Состав продуктов превращения н-гексана на катализаторе 0,5% Pt/MOR при различных скоростях подачи сырья
| Показатели | Объемная скорость подачи сырья, ч-1 | |||
| 0,4 | 0,8 | 1,2 | 2,4 | |
| Выход газа, % масс. | 15,47 | 19,53 | 12,95 | 2,17 |
| Выход катализата, % масс. | 60,31 | 40,01 | 26,64 | 9,2 |
| Выход кокса, % масс. | 0,44 | 0,36 | 0,31 | 0,21 |
| Выход продуктов на пропущенное сырье, % масс. | ||||
| Водород | 0,09 | 0,06 | 0,04 | 0,01 |
| Метан | 0,14 | 0,09 | 0,05 | 0,01 |
| Этан | 0,28 | 0,12 | 0,08 | 0,03 |
| Этилен | 2,40 | 1,44 | 0,76 | 0,35 |
| Пропан | 11,23 | 7,80 | 5,00 | 0,20 |
| Пропилен | 0,40 | 0,42 | 0,25 | 0,06 |
| Изобутан | 9,17 | 6,58 | 4,81 | 1,16 |
| н -Бутан | 4,70 | 3,01 | 1,95 | 0,37 |
| Бутены | 0,06 | 0,02 | 0,01 | - |
| Изопентан | 6,00 | 4,12 | 2,79 | 0,58 |
| н -Пентан | 2,95 | 1,87 | 0,87 | 0,55 |
| Пентены | 0,01 | 0,01 | 0,01 | - |
| Изогексаны | 35,76 | 29,62 | 19,86 | 7,54 |
| Изогептаны | 0,40 | 0,30 | 0,20 | 0,09 |
| н -Гептан | 0,31 | 0,10 | 0,12 | 0,04 |
| Изооктаны | 0,34 | 0,45 | 0,23 | - |
| н -Октан | 0,06 | 0,05 | 0,01 | - |
| Продолжение таблицы 2.5 | ||||
| изо- С 9+ | 0,42 | 2,63 | 2,84 | - |
| н -С9+ | 0,68 | 0,70 | 1,49 | - |
| Бензол | 0,11 | 0,47 | 0,27 | 0,54 |
| Толуол | 0,12 | 0,28 | 0,05 | - |
| Этилбензол | 0,01 | - | - | - |
| Ксилолы | 0,13 | - | - | - |
|
|
|
Рисунок 2.7 – Результаты превращения н-гексана на 0,5% Pt/MOR при 300оС: 1–конверсия
н-гексана;2–селективность превращения; 3–выход изопарафинов
Сохраняющаяся при уменьшении времени контакта селективность в деструктивной изомеризации связана со значительной концентрацией сильных кислотных центров на поверхности катализатора и высокой скоростью целевого процесса. Влияние объемной скорости на другие реакции неоднозначно: малое время контакта ограничивает реакцию олигомеризации и, напротив, способствует крекингу как исходных молекул, так и их фрагментов.
Исходя из полученных данных, можно сделать вывод, что оптимальной объемной скоростью подачи сырья является 0,4 ч-1.
2.3.3. Исследование продолжительной безрегенерационной работы катализатора 0,5% Pt/MOR
Стабильность катализатора 0,5% Pt/MOR изучали в 36-часовом опыте при 300оС и атмосферном давлении. Анализ продуктов осуществляли через 12, 24 и
36 часов работы катализатора (рисунок 2.8, таблица 2.6).
Рисунок 2.8 – Влияние продолжительности работы катализатора 0,5% Pt/MOR на результаты превращения н-гексана: 1–конверсия н-гексана; 2–селективность изомеризации; 2–выход изопарафинов
С увеличением продолжительности работы отмечается снижение общей активности катализатора. Рисунок 2.8 показывает, что во время продолжительной работы катализатора снижаются показатели конверсии, селективности и, соответственно, выхода изопарафинов. Широкий диаметр пор (6,8Å) способствует значительной конденсации углеродистых отложений в каналах цеолита и снижению активности катализатора. Наиболее интенсивное снижение активности отмечается в первые 12 часов работы катализатора. В дальнейшем снижение активности приводит к уменьшению выхода не только газообразных и жидких продуктов, но и кокса.
Представленный в таблице 2.6 состав продуктов показывает, что в первые часы работы олигомеризация продуктов деструкции н-гексана до углеводородов С7+ как нормального, так и изостроения идет довольно интенсивно. В дальнейшем выход углеводородов С7+ почти не наблюдается.
|
|
|
Таблица 2.6 – Состав продуктов при безрегенерационной работе катализатора 0,5% Pt/MOR
| Показатели | Продолжительность процесса, час | ||
| Выход газа, % масс. | 26,42 | 13,69 | 5,05 |
| Выход катализата, % масс. | 42,89 | 11,67 | 4,93 |
| Выход кокса, % масс. | 0,58 | 0,24 | 0,1 |
| Выход продуктов на пропущенное сырье, % масс. | |||
| Водород | 0,06 | 0,04 | 0,01 |
| Метан | 0,14 | 0,10 | 0,03 |
| Этан | 0,22 | 0,18 | 0,04 |
| Этилен | 2,01 | 0,92 | 0,11 |
| Пропан | 8,89 | 3,23 | 1,67 |
| Пропилен | 0,21 | 0,16 | 0,14 |
| Изобутан | 6,04 | 5,01 | 1,01 |
| н -Бутан | 8,82 | 4,04 | 2,02 |
| Бутены | 0,03 | 0,01 | 0,01 |
| Изопентан | 4,42 | 2,45 | 1,00 |
| н -Пентан | 6,50 | 1,94 | 0,45 |
| Пентены | 0,01 | 0,01 | - |
| Изогексаны | 28,42 | 5,84 | 2,81 |
| Изогептаны | 0,32 | 0,09 | 0,03 |
| н -Гептан | 0,25 | 0,01 | - |
| Изооктаны | 0,87 | 0,32 | - |
| н -Октан | 0,35 | 0,19 | - |
| изо -С 9+ | 0,58 | 0,23 | - |
| н -С9+ | 0,42 | - | - |
| Бензол | 0,16 | 0,28 | 0,24 |
| Толуол | 0,24 | - | - |
| Этилбензол | 0,00 | - | - |
| Ксилолы | 0,13 | 0,32 | 0,40 |
| Арены С9+ | 0,24 | - | - |
На основании длительного опыта можно сделать вывод, что катализатор 0,5% Pt/MOR в ходе многочасовой безрегенерационной работы довольно быстро теряет общую активность и селективность вследствие закоксовывания активных центров. Наличие широких каналов в деалюминированном мордените способствует не только образованию и диффузии углеводородов с разветвленной структурой, но и конденсации продуктов уплотнения, что и приводит к потере активности катализатора.
|
|
|
