Сборник научных трудов по материалам
ВЛИЯНИЕ ТЕРМООБРАБОТКИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ
жүктеу/скачать 3,44 Mb. Pdf көрінісі
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Балобаева Н.Н. аспирантка кафедры химии и химической технологии Тамбовского государственного технического университета, Россия, г. Тамбов Паршина К.А.
| ВЛИЯНИЕ ТЕРМООБРАБОТКИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ
КАТАЛИЗАТОРОВ В НАНОСТРУКТУРИРОВАННОЙ ФОРМЕ В ПРИСУТСТВИИ УГЛЕРОДА НА ИХ АКТИВНОСТЬ Балобаева Н.Н. аспирантка кафедры химии и химической технологии Тамбовского государственного технического университета, Россия, г. Тамбов Паршина К.А. магистр кафедры химии и химической технологии Тамбовского государственного технического университета, Россия, г. Тамбов В статье рассматривается метод повышения активности катализаторов в наноструктурированной форме, применяемых для увеличения выхода светлых нефтяных фракций с температурой выкипания до 195 0С при атмосферной перегонке путем термического воздействия на катализатор в присутствии углерода. Ключевые слова: катализаторы в наноструктурированной форме, термокаталитическая деструкция, уголь активированный, углеродные соединения высокой реакционной способности, регенерация, оксидная пленка, зауглероживание, отравление катализатора. В процессах нефтепеработки с целью увеличения глубины переработки нефти широко используются металлические катализаторы (1). К процессам с применением металлических катализаторов относятся атмосферная возгонка нефти, термический крекинг тяжелого нефтяного сырья и остатков первич- ной переработки нефти, риформинг светлых нефтяных фракций с целью из- менения химического состава получаемых топлив, который напрямую влияет на технологические и потребительские свойства топлива (октановое число для бензинов, цетановое – для дизельного топлива). В последнее время возник интерес к так называемым наноструктуриро- ванным катализаторам и возможности их применения в различных отраслях химической промышленности, также в нефтепереработке. Лабораторно уста- новлено, что применение металлов VIII группы химических элементов таб- лицы Менделеева в наноструктурированной форме благоприятно сказывает- ся на процессе атмосферной перегонки нефти с целью получения светлых фракций для их последующей переработки в товарные топлива. Металлические катализаторы имеют существенный недостаток. Так как металлы сами по себе достаточно реакционноспособны, в процессе хранения (так как предотвратить всякий контакт металла с воздухом технически до- вольно сложно), либо при нахождении на открытом воздухе на поверхности катализатора появляется так называемая оксидная пленка, образующаяся в результате химического взаимодействия активного металла с кислородом 7 воздуха. Также в процессе переработки нефти с применением металлических катализаторов происходит закоксовывание (зауглероживание) поверхности катализатора продуктами распада тяжелого углеводородного сырья. Оксид- ная, либо углеродная пленка на поверхности катализатора блокирует актив- ные центры, что не позволяет в полной мере осуществить каталитический процесс. Сера, азот фосфор, содержащиеся в нефти, также оказывают отрав- ляющее действие на металлические катализаторы. Существуют различные способы удаления нагара и оксидной пленки с поверхности металла (2). В промышленности применяется продувка катали- затора горячим воздухом, либо обработка паром. Термическая регенерация катализаторов, в особенности при обработке паром, зачастую приводит к спеканию частиц металла, что также приводит к потере его активности. При обработке наноструктурированных металлов при температурах выше 600 0С также теряется каталитическая активность металла, что может быть обуслов- лено его выгоранием. Известен метод регенерации металлических катализаторов в результате термического воздействия в присутствии древесных углей. Температура про- цесса составляет ок. 500 0С. Для эксперимента были использованы активированный уголь и угле- родные соединения высокой реакционной способности, полученный в ре- зультате холодной деструкции. Активированный уголь склонен к окислению кислородом воздуха. Раз- мер пор угля – порядка 2-50 нм; йодное число – 500-1000 мг/гр. В углеродных соединениях высокой реакционной способности содер- жание углерода не менее 94%; насыпная плотность – 0,01-0,001 гр/см3; диа- пазон рабочих температур – от -60 0С до + 3000 0С; возврат присоединенно- го вещества – до 98%. В ходе проведенных экспериментальных исследований было установ- лено, что обработка металлических катализаторов при температуре около 500 0С в присутствии активированного угля положительно сказывается на активности металлического катализатора. Так при использовании регенери- рованного активированным углем металлического катализатора наблюдается прирост выхода светлых нефтяных фракций в среднем на 3-5 %. Также хорошие результаты дает применение металлических катализа- торов, регенерированных с использованием углеродных соединений высокой реакционной способности (УСВР), полученного в результате холодной де- струкции: прирост выхода светлых нефтяных фракций наблюдается 2-3%. Повышение активности катализатора объясняется ликвидацией оксид- ной пленки, образованной на поверхности катализатора в результате его хра- нения. Термообработка катализатора в присутствии мелкодисперсного акти- вированного угля при ограничении доступа кислорода воздуха может приве- сти к тому, что углерод и металлический катализатор, имеют при образова- нии сухой смеси развитую поверхность контакта. При дефиците кислорода в воздухе углерод, взаимодействует с кислородом оксидной пленки, тем самым активируя поверхность металла и открывая доступ к его активным центрам, 8 что впоследствии положительно сказывается на результатах его применения в процессе атмосферной возгонки нефти. жүктеу/скачать 3,44 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|