Лекции по технологии глубокой переработки нефти в мотор- ные топлива: Учебное пособие. Спб.: Недра, 2007. 312 с

156
2) достаточно большая селективность (избирательность) 
в отношении целевой р-ции; 
3) высокая мех. прочность к сжатию, удару и истиранию; 
4) достаточная стабильность всех св-в кат-ра на протяже-
нии его службы и способность к их восстановлению при 
том или ином методе регенерации; 
5) простота получения, обеспечивающая воспроизводи-
мость всех св-в кат-ра; 
6) оптимальные форма и геометрические размеры, обуслов-
ливающие гидродинамические характеристики реакто-
ра; 
7) небольшие экон. затраты на произ-во кат-ра. 
Обеспечение этих требований достигается гл. обр. при 
разработке состава и способа получения кат-ра.
Активность кат-ра определяется удельной скоростью 
данной катал. р-ции, т. е. кол-вом продукта, образующегося 
в ед. времени на ед. объема кат-ра или реактора.
В подавляющем бол-ве случаев в присутствии данного 
кат-ра, помимо осн. р-ции, протекает еще ряд побочных 
параллельных или последовательных р-ций. Доля прореа-
гировавших исходных веществ с обр-ем целевых продуктов 
характеризует селективность кат-ра. Она зависит не толь-
ко от природы кат-ра, но и от параметров КП, поэтому ее 
следует относить к определенным условиям проведения р-
ции. Селективность зависит также от термодинамического 
равновесия. В нефтеперераб. иногда селективность условно 
выражают как отношение выходов целевого и побочного 
продуктов, напр. таких, как бензин/газ, бензин/кокс или 
бензин/газ + кокс.
Стабильность явл. одним из важнейших показателей 
кач-ва кат-ра, характеризует его способность сохранять свою 
активность во времени. От нее зависят стабильность работы 
установок, продолжительность их межремонтного пробега, 
технол. оформление, расход кат-ра, мат. и экон. затраты, во-
просы охраны окружающей среды, технико-экон. показатели 
процесса и др.
В процессе длительной экспл. кат-ры с определенной ин-
тенсивностью претерпевают физ.-хим. изменения, приводя-
щие к снижению или потере их катал. активности (иногда 

157
селективности), т. е. кат-ры подвергаются физ. и хим. дезак-
тивации.
Физическая дезактивация (спекание) кат-ра происходит 
под воздействием высокой t (в нек-рых КП) и в. п. и при его 
транспортировке и циркуляции. Этот процесс сопровожда-
ется снижением удельной поверхности как носителя (мат-
рицы) кат-ра, так и активного компонента (в рез-те рекрис-
таллизации — коалесценции нанесенного металла с потерей 
дисперсности).
Хим. дезактивация кат-ра обусловливается:
1) отравлением его активных центров нек-рыми содержа-
щимися в сырье примесями, называемыми ядом (напр., 
сернистыми соед. в случае алюмоплатиновых кат-ров 
риф-га); 
2) блокировкой его активных центров углистыми отложе-
ниями (коксом) или МОС, содержащимися в нефтяном 
сырье.
В зависимости от того, восстанавливается или не вос-
станавливается катал. активность после регенерации кат-ра, 
различают соотв. обратимую и необратимую дезактивации. 
Однако даже в случае обратимой дезактивации кат-р в ко-
нечном счете «стареет» и приходится выгружать его из ре-
актора.
Гетерогенные кат-ры редко применяются в виде индивид. 
веществ и, как правило, содержат носитель и разл. добавки, 
получившие название модификаторов. Цели их введения 
разнообразны: повышение активности кат-ра (промото-
ры), его избирательнос ти и стабильности, улучшение мех. 
и структурных св-в. Фазовые и структурные модификаторы 
стабилизируют соотв. активную фазу и пористую структуру 
поверхности кат-ра.
В смешанных кат-рах, где компоненты находятся в со-
измеримых кол-вах (напр., в алюмокобальт- или алюмо-
никельмолибденовых кат-рах процессов ГО нефт. сырья) 
могут образоваться новые, более активные соед., их твер-
дый р-р в осн. компоненте или же многофазные системы, 
обладающие специфическим катал. действием. Так, Со или 
Ni в отдельности обладают высокой де- и гидрирующей ак-
тивностью, но исключительно чувствительны к отравляю-

158
щему действию сернистых соед. Мо в отношении этой р-ции 
малоактивен, но обладает большим сродством к сернис-
тым соед. Кат-ры, в к-рых одновр. присутствуют Мо и Со 
или Ni в оптимальных соотношениях, весьма эффективны 
в р-ци ях гидрог-за сернистых и др. ГОС нефт. сырья.
Не менее важна роль носителей гетерогенных кат-ров, 
особенно в случае дорогостоящих метал. кат-ров (Pt, Pd, Ni, 
Со, Ag). Подбором носителя достигаются требуемые порис-
тая структура, удельная поверхность, мех. прочность и термо-
стойкость. В кач-ве носителей используют окиси алюминия, 
алюмосиликаты, окиси хрома или кремния, активированный 
уголь, пемзу, кизельгур и др. прир. и синтет. мат-лы. На роль 
носителей бифункциональных кат-ров указывалось выше.
Особый класс представляют цеолитсодерж. алюмоси-
ликатные кат-ры кр-га нефт. сырья. Гл. роль в них играют 
кристаллические цеолиты, имеющие каркасную структу-
ру с относительно большими сотообразными полостями, 
к-рые сообщаются окнами малых размеров, связывающими 
полости между собой. В 1 г цеолита имеется ок. 1020 по-
лостей и 800 м
2
поверхности, способной к ионному обмену 
на металлы. Цеолиты диспергируются в аморфной матри-
це, к-рая выполняет роль носителя с крупными порами, при 
кр-ге способствует первичному распаду высокомолекуляр-
ного нефт. сырья и тем самым готовит сырье для послед. 
вторичных р-ций на цеолите.
Большое влияние на кач-во кат-ра оказывает способ его 
получения. Поскольку катал. р-ция протекает на поверхности, 
целесообразно получить кат-р с max развитой поверхностью 
с большим кол-вом пор. Для разных р-ций оптимальными мо-
гут быть узкие или, наоборот, более широкие поры, а также их 
комбинации. Не менее важны форма и размер зерен кат-ра — 
от этого зависят удельная производительность, гидравличес-
кое сопротивление слоя кат-ра и конструкция реакционных 
аппаратов (со стационарным, движущимся или псевдоожи-
женным слоем кат-ра). Кроме того, сама активность ед. по-
верхности кат-ра зависит не только от его ХС, но и от спо-
соба его приготовления.

жүктеу/скачать 3.43 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: