×
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 141-150 из 234.
10.11.2014
№216.013.0453

Способ определения равновесности химического состава болотных вод от их гидродинамических условий

Изобретение относится к гидродинамическим и гидрохимическим исследованиям вод торфяных почв. Техническим результатом является определение изменения химического состава болотных вод по глубине торфяной залежи в условиях их гидродинамического режима во времени. В способе определяют закономерность...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002532505
Дата охранного документа: 10.11.2014
10.11.2014
№216.013.04af

Способ визуализации ультразвуковой дефектоскопии трехмерного изделия

Использование: для визуализации ультразвуковой дефектоскопии трехмерного изделия. Сущность изобретения заключается в том, что размещают пьезопреобразователи антенной решетки на объекте контроля, причем расстояние между соседними положениями антенной решетки, при которой получают одно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002532597
Дата охранного документа: 10.11.2014
10.11.2014
№216.013.04b8

Устройство ультразвуковой томографии

Использование: для визуализации ультразвуковой дефектоскопии трехмерного изделия. Сущность изобретения заключается в том, что устройство ультразвуковой томографии содержит антенную решетку с n приемно-передающими элементами, каждый из которых соединен с выходом соответствующего генератора...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002532606
Дата охранного документа: 10.11.2014
20.11.2014
№216.013.08b4

Способ определения частотных границ полезного сигнала и полос пропускания цифровых частотных фильтров

Изобретение относится к области цифровой обработки сигналов и может быть использовано для решения задач неразрушающего контроля и диагностики оборудования на основе корреляционного анализа. Техническим результатом является определение частотных границ полезного сигнала и полос пропускания...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002533629
Дата охранного документа: 20.11.2014
10.12.2014
№216.013.0cf1

Способ прогнозирования износостойкости твердосплавных режущих инструментов

Изобретение относится к области обработки металлов резанием и может быть использовано для прогнозирования-контроля износостойкости твердосплавных режущих инструментов при их изготовлении, использовании или сертификации. Сущность: проводят испытания на изменение величины исходного параметра от...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002534730
Дата охранного документа: 10.12.2014
10.12.2014
№216.013.0cf3

Способ количественного определения афлатоксина в1 методом дифференциальной вольтамперометрии

Изобретение относится к области аналитической химии и может быть использовано в фармакокинетических исследованиях, для контроля кормов и кормовых добавок, в пищевой промышленности для определения фальсификации и др. Способ определения афлатоксина B1, включающий следующие операции: афлатоксин...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002534732
Дата охранного документа: 10.12.2014
10.12.2014
№216.013.0d2f

Способ получения фторида водорода из отходов алюминиевого производства

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Способ получения фторида водорода из отходов алюминиевого производства включает сернокислотное разложение криолитсодержащих отходов. В качестве отходов алюминиевого производства берут пыль электрофильтров. Отходы предварительно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002534792
Дата охранного документа: 10.12.2014
10.12.2014
№216.013.0d82

Шихта для получения пинкового пигмента со структурой оловянного сфена

Изобретение относится к керамическому производству, в частности, к получению керамических пигментов. Техническим результатом изобретения является понижение температуры синтеза пигмента, удешевление керамических пигментов и утилизация отхода производства глинозема. Шихта для получения пинкового...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002534875
Дата охранного документа: 10.12.2014
10.12.2014
№216.013.0e6c

Способ получения нанопорошков металлов с повышенной запасенной энергией

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению нанопорошков металлов с повышенной запасенной энергией. Может использоваться для повышения реакционной способности нанопорошков при спекании, горении, в энергосберегающих технологиях. Образец нанопорошка металла облучают...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002535109
Дата охранного документа: 10.12.2014
10.12.2014
№216.013.0e8b

Композиция с антиоксидантной и антибактериальной активностью

Изобретение относится к области медицины и представляет собой композицию, обладающую антиоксидантной и антибактериальной активностью, включающую аскорбат лития, отличающуюся тем, что дополнительно содержит бензоат лития при следующем соотношении компонентов, мас.%: аскорбат лития - 50; бензоат...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002535140
Дата охранного документа: 10.12.2014
+ добавить свой РИД