×
27.06.2013
216.012.505f

Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ АКТИВНОСТЬЮ КАТАЛИЗАТОРА ПРОЦЕССА ДЕГИДРИРОВАНИЯ ВЫСШИХ Н-ПАРАФИНОВ

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к способу управления активностью катализатора процесса дегидрирования высших н-парафинов. Способ включает регулирование активности катализатора за счет увеличения подачи воды в реактор и характеризуется тем, что расход воды дополнительно корректируют в зависимости от типа катализатора, при этом отношение константы равновесия при изменении температуры процесса к константе равновесия при начальной температуре должно быть равно единице: где K, K - константа равновесия при T и Т, Па; , - начальное количество вещества НО при T и T, моль; n*, n* - равновесное количество вещества СО при T и T, моль; - равновесное количество вещества H при T и T, моль. 1 табл., 3 пр., 2 ил.
Основные результаты: Способ управления активностью катализатора процесса дегидрирования высших н-парафинов, включающий регулирование активности катализатора за счет увеличения подачи воды в реактор, отличающийся тем, что расход воды дополнительно корректируют в зависимости от типа катализатора, при этом отношение константы равновесия при изменении температуры процесса к константе равновесия при начальной температуре должно быть равно единице где K, K - константа равновесия при T и T, Па; , - начальное количество вещества HO при T и T, моль;n*, n* - равновесное количество вещества СО при T и Т, моль; , - равновесное количество вещества Н при T и Т, моль.

Изобретение относится к области нефтепереработки, а именно к способам управления активностью катализатора процесса дегидрирования высших н-парафинов (C9-C14) для продления срока службы катализатора в процессе его эксплуатации.

В процессе дегидрирования высших парафинов эксплуатируются катализаторы состава платина + промоторы + модификаторы на носителе. Они постепенно теряют свою активность вследствие возрастания на их поверхности количества коксовых отложений. При снижении активности до уровня, после которого эксплуатация катализатора становится неэффективной, его выгружают и заменяют на свежий или регенерируют.

При удалении кокса с таких катализаторов возникают затруднения, связанные с повторным диспергированием платины. Известные приемы окислительного хлорирования, применяемые для катализаторов риформинга и других процессов, малопригодны, так как повышают кислотность катализатора, что приводит к резкому снижению селективности и стабильности его работы. Кроме того, такая операция приводит к уменьшению механической прочности пористых катализаторов. Поэтому для процессов дегидрирования высших парафинов в производстве линейных алкилбензолов экономически выгоднее использовать свежий катализатор, чем проводить его реактивацию. Тем не менее существует возможность продления срока службы платиновых катализаторов дегидрирования за счет снижения интенсивности образования коксогенных структур на активной поверхности. Эта возможность реализуется путем дифференцированной подачи воды в реактор дегидрирования. Промежуточные продукты уплотнения вступают с водой в реакцию, в ходе которой восстанавливаются и покидают поверхность катализатора вместе с продуктами основного превращения.

Первые разработки в этой области провел Г.Блох, который предложил способ подачи воды постоянными порциями (по 400, 1500 и 3000 ppm) в газо-сырьевую смесь процесса дегидрирования при температуре 450°С, ее увеличении до 480°С и последующем снижении до 450°С на платиновом катализаторе, на оксиде алюминия с добавками лития и мышьяка (US 3360586 опубл. 26.12.67 г.). Недостатком данного способа является снижение селективности процесса в среднем на 5% при увеличении рабочей температуры.

Детальный анализ эффекта водной добавки описан в патенте US 2009/0275792 A1 (опубл. 05.11.09 г.), говорящий об увеличении селективности в результате повышения количества подаваемой воды. Недостатком этого способа является снижение стабильности катализатора.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ, описанный в патенте US 7687676 В1 (опубл. 30.03.10 г.). Этот способ предусматривает постепенное повышение подачи воды по мере снижения активности катализатора, что позволяет повысить его селективность и стабильность, продлить срок службы. Способ обеспечивает достаточно хорошее повышение эффективности процесса дегидрирования, однако не позволяет учесть изменение технологических условий и типа загружаемого катализатора.

Задача заключается в разработке способа регулирования активности катализатора процесса дегидрирования высших н-парафинов путем подачи оптимального количества воды в реактор дегидрирования, зависящего от типа загружаемого катализатора и характеризующегося повышением конверсии процесса по целевому компоненту, снижением конверсии по побочному компоненту и продлением срока службы катализатора в среднем на 10-15%.

Поставленная задача регулирования активности катализатора достигается за счет увеличения подачи воды в реактор дегидрирования в зависимости от коксонакопления на его поверхности и углеводородного состава перерабатываемого сырья. Расход воды дополнительно корректируют в зависимости от типа катализатора. Повышают подачу воды в ходе реакционного цикла по мере снижения активности катализатора и повышения температуры процесса, поддерживая тем самым конверсию аморфной структуры кокса водой на максимально возможном первоначальном уровне. В этом случае отношение константы равновесия при изменении температуры процесса к константе равновесия при начальной температуре стремится к единице:

где Ki+1, K1 - константа равновесия при Ti+1 и T1, Па21;

, - начальное количество вещества H2O при Ti+1 и T1, моль;

n*CO(i+1), n*CO(1) - равновесное количество вещества СО при T i+1 и Т1, моль;

, - равновесное количество вещества Н2 при Ti+1 и Т1, моль.

Разработанная методика программно реализована в интегрированной среде Delphi. Выявленные закономерности изменения активности катализатора от температуры, типа катализатора, состава перерабатываемого сырья и влажности в системе положены в основу методики расчета оптимальной подачи воды в реактор, позволяющей повысить ресурсоэффективность процесса дегидрирования высших парафинов.

На фиг.1 изображен модуль расчета оптимальной подачи воды в реактор дегидрирования.

Катализаторы процесса дегидрирования высших н-парафинов обычно характеризуются следующим составом: платина на носителе (обычно γ-Al2O3), щелочноземельные металлы (натрий, калий), медь, олово, хлор; индивидуальный интервал рабочих температур от этих катализаторов - от 465°С до 490°С. Для катализатора каждого типа и стандартного состава сырья существуют свои рекомендации по подаче оптимального количества воды в зависимости от технологических условий процесса.

Изобретение поясняется примерами.

Пример 1.

Катализатор процесса дегидрирования высших н-парафинов (C9-C14) с рабочим температурным интервалом 472-490°С. Сырье процесса характеризуется следующим составом (мас.%): парафин С9 - 0,01; парафин C10 - 14,50; парафин C11 - 31,00; парафин C12 - 28,15; парафин C13 - 21,20; парафин С14 - 0,50; изопарафины - 4,50; линейные алкилбензолы - 0,15. Оптимальный режим подачи воды состоит в постепенном ее увеличении по мере повышения концентрации кокса на поверхности катализатора: 4 л/ч при 0 мас.%, 5 л/ч при 1,5 мас.%, 6 л/ч при 1,7 мас.%, 7 л/ч при 1,9 мас.%, 8 л/ч при 2,1 мас.% и 9 л/ч при 2,4 мас.% При этом концентрация кокса на поверхности катализатора снизится с 2,7 до 2,4 мас.% по сравнению с постоянной подачей воды в 4 л/ч.

Пример 2.

Катализатор процесса дегидрирования высших н-парафинов (С914) с рабочим температурным интервалом 470-485°С. Сырье процесса характеризуется следующим составом (мас.%): парафин С9 - 0,01; парафин C10 - 14,50; парафин C11 - 30,00; парафин C12 - 29,55; парафин C13 - 22,30; парафин C14 - 0,35; изопарафины - 3,20; линейные алкилбензолы - 0,10. Оптимальный режим подачи воды состоит в постепенном ее увеличении по мере повышения концентрации кокса на поверхности катализатора: 4 л/ч при 0 мас.%, 5 л/ч при 0,7 мас.%, 6 л/ч при 0,8 мас.%, 7 л/ч при 0,9 мас.%, 8 л/ч при 1,0 мас.% и 9 л/ч при 1,2 мас.% При этом концентрация кокса на поверхности катализатора снизится с 1,5 до 1,2 мас.% по сравнению с постоянной подачей воды в 4 л/ч.

Пример 3.

Катализатор процесса дегидрирования высших н-парафинов (C9-C14) с рабочим температурным интервалом 467-480°С. Сырье процесса характеризуется следующим составом (мас.%): парафин С 9 - 0; парафин C10 - 14,60; парафин C11 - 30,10; парафин C12 - 29,30; парафин C13 - 22,00; парафин С14 - 0,30; изопарафины - 3,60; линейные алкилбензолы - 0,10. Оптимальный режим подачи воды состоит в постепенном ее увеличении по мере повышения концентрации кокса на поверхности катализатора: 4 л/час при 0 мас.%, 5 л/час при 0,7 мас.%, 6 л/час при 0,8 мас.%, 7 л/час при 0,9 мас.%, 8 л/час при 1,1 мас.% и 9 л/час при 1,2 мас.% При этом концентрация кокса на поверхности катализатора снизится с 1,5 до 1,2 мас.% по сравнению с постоянной подачей воды в 4 л/час.

Использование вышеописанных рекомендаций для катализатора третьего состава были апробированы на промышленной установке процесса дегидрирования высших парафинов C9-C14 производства линейных алкилбензолов. Выданные выше рекомендации по подъему температуры от 4 до 9 л/час позволили снизить концентрацию накопленного на катализаторе кокса и увеличить длительность его работы на 30-40 суток (фиг.2).

На фиг.2 изображены темпы подъема температуры в реакторе дегидрирования.

Проведено сравнение технологических и качественных показателей работы данного катализатора за два цикла его работы при различных режимах подачи воды в реактор (таблица 1).

Сравнение различных режимов подачи воды позволило сделать следующие выводы: длительность цикла увеличилась на 40 суток, что в процентном выражении составляет 14,3%. Несмотря на незначительное снижение концентрации олефинов, после дегидрирования во втором режиме работы наблюдается снижение выхода диолефинов. Отношение концентрации парафинов к концентрации диолефинов после дегидрирования увеличивается, что говорит об увеличении селективности процесса. Повысилась среднесуточная выработка ЛАБ с 177,5 до 178,7 тонн, что в пересчете на весь цикл составляет около 7120 тонн целевого продукта дополнительно.

Таблица 1
Показатель постоянная подача воды увеличивающаяся подача воды
Длительность цикла, дней 280 310-320
Среднесуточная выработка ЛАБ, тонн 177,45 178,675
Средняя выработка ЛАБ за цикл, тонн 49700 55400-57200
Средняя концентрация олефинов после дегидрирования, мас.% 9,401% 9,361%
Средняя концентрация олефинов после гидрирования, мас.% 9,378% 9,392%
Средняя концентрация диолефинов после дегидрирования, мас.% 0,617% 0,575%
Средняя концентрация диолефинов после гидрирования, мас.% 0,109% 0,117%

Способ управления активностью катализатора процесса дегидрирования высших н-парафинов, включающий регулирование активности катализатора за счет увеличения подачи воды в реактор, отличающийся тем, что расход воды дополнительно корректируют в зависимости от типа катализатора, при этом отношение константы равновесия при изменении температуры процесса к константе равновесия при начальной температуре должно быть равно единице где K, K - константа равновесия при T и T, Па; , - начальное количество вещества HO при T и T, моль;n*, n* - равновесное количество вещества СО при T и Т, моль; , - равновесное количество вещества Н при T и Т, моль.
СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ АКТИВНОСТЬЮ КАТАЛИЗАТОРА ПРОЦЕССА ДЕГИДРИРОВАНИЯ ВЫСШИХ Н-ПАРАФИНОВ
СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ АКТИВНОСТЬЮ КАТАЛИЗАТОРА ПРОЦЕССА ДЕГИДРИРОВАНИЯ ВЫСШИХ Н-ПАРАФИНОВ
СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ АКТИВНОСТЬЮ КАТАЛИЗАТОРА ПРОЦЕССА ДЕГИДРИРОВАНИЯ ВЫСШИХ Н-ПАРАФИНОВ
СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ АКТИВНОСТЬЮ КАТАЛИЗАТОРА ПРОЦЕССА ДЕГИДРИРОВАНИЯ ВЫСШИХ Н-ПАРАФИНОВ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-3 из 3.
10.12.2014
№216.013.0e8f

Способ формирования процессов пищеварения в преджелудках телят и повышения интенсивности их роста

Изобретение относится к кормлению сельскохозяйственных животных, в частности к способу формирования процессов пищеварения в преджелудках телят и повышения интенсивности их роста. Способ включает скармливание телятам содержимого рубца, взятого у взрослого крупного рогатого скота в период его...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002535144
Дата охранного документа: 10.12.2014
20.03.2015
№216.013.3373

Высокочастотный композиционный диэлектрик

Изобретение относится к высокочастотным композиционным диэлектрическим материалам, используемым в антенной технике и высокочастотных линиях передачи. Композиционный материал содержит уплотненный порошок фторопласта-4 с размером частиц не более 5 мкм, пропитанный связующим. В качестве...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002544646
Дата охранного документа: 20.03.2015
13.01.2017
№217.015.6e74

Способ управления активностью катализатора процесса дегидрирования высших н-парафинов

Изобретение относится к органической химии, а именно к процессам дегидрирования с образованием неароматических соединений, содержащих двойные углерод-углеродные связи, каталитическим способом, и может быть использовано при производстве сырья, используемого в технологии производства линейных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002596870
Дата охранного документа: 10.09.2016
Показаны записи 131-140 из 234.
27.08.2014
№216.012.ed3d

Способ получения наноразмерных оксидов металлов из металлоорганических прекурсоров

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Наноразмерные оксиды металлов получают химической реакцией окисления металлоорганического соединения при инициировании процессов энергетическим воздействием, в качестве которого используют импульсный электронный пучок энергией...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002526552
Дата охранного документа: 27.08.2014
27.08.2014
№216.012.ee4a

Способ количественного определения молочной кислоты методом вольтамперометрии на стеклоуглеродном электроде

Изобретение относится к области аналитической химии, в частности к вольтамперометрическому способу определения молочной кислоты, используемой во многих областях пищевой промышленности, ветеринарии, косметологии и играющей огромную роль в физиологическом процессе человека. Задачей заявляемого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002526821
Дата охранного документа: 27.08.2014
27.08.2014
№216.012.eec8

Способ разрушения многокомпонентных изделий

Изобретение относится к области переработки и утилизации вторичного сырья. Способ разрушения многокомпонентных изделий, состоящих из металлических элементов с прикрепленными к ним изоляционными элементами, включающий создание в них поля механических напряжений, превышающих предел их...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002526947
Дата охранного документа: 27.08.2014
10.09.2014
№216.012.f1fc

Способ диагностики острого токсического повреждения печени

Изобретение относится к медицине и касается диагностики острого токсического повреждения печени крыс. Способ заключается в выделении липидов, а именно в том, что добавляют 25 мкг 10% раствора тезита при одновременном перемешивании смеси с помощью шейкера при 20°C и частоте колебаний 120 в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002527770
Дата охранного документа: 10.09.2014
20.09.2014
№216.012.f51f

Способ определения глутатиона в модельных водных растворах методом циклической вольтамперометрии на графитовом электроде, модицифированном коллоидными частицами золота

Изобретение относится к электроаналитической химии, направлено на определение глутатиона и может быть использовано в анализе модельных водных растворов методом циклической вольтамперометрии по высоте анодного максимума на анодной кривой. Способ определения глутатиона заключается в определении...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002528584
Дата охранного документа: 20.09.2014
20.09.2014
№216.012.f523

Устройство для определения амплитудно-частотных и фазочастотных характеристик токовых шунтов

Изобретение относится к области электроизмерительной техники и может быть использовано для контроля и определения динамических метрологических характеристик при производстве и эксплуатации токовых шунтов. Устройство содержит источник импульсного тока, в котором к первому выводу вторичной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002528588
Дата охранного документа: 20.09.2014
10.10.2014
№216.012.fcb9

Устройство для защиты двух параллельных линий

Изобретение относится к электротехнике, а именно к технике релейной защиты, и может быть использовано для защиты двух параллельных линий. Технический результат заключается в повышении надежности устройства. Для этого заявленное устройство содержит с первого по третье реле тока, подключенные к...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002530543
Дата охранного документа: 10.10.2014
10.10.2014
№216.012.fcbc

Способ улавливания и локализации летучих форм радиоактивного йода из газообразных выбросов

Изобретение относится к атомной энергетике и экологии и может быть использовано при авариях на АЭУ, сопровождающихся нарушением целостности защитной оболочки и самого реактора, когда в окружающее воздушное пространство происходит выброс радионуклидов, продуктов деления ядерного топлива, когда...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002530546
Дата охранного документа: 10.10.2014
10.10.2014
№216.012.fd79

Способ генерации ускоренных позитронов

Изобретение относится к области ускорительной техники и предназначено для генерации позитронов с большой энергией для последующего использования в дефектоскопии, томографии, радиационных испытаниях стойкости материалов, лучевой терапии и др. Способ генерации ускоренных позитронов включает...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002530735
Дата охранного документа: 10.10.2014
10.11.2014
№216.013.0411

Комплекс для проверки скважинных инклинометров на месторождении

Изобретение относится к области исследования и испытания инклинометров в полевых условиях. Техническим результатом является повышение точности и оперативности проверки магнитных и гироскопических скважинных инклинометров в полевых условиях. Предложен комплекс для проверки скважинных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002532439
Дата охранного документа: 10.11.2014
+ добавить свой РИД