ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Изменение активности алюмо-хромовых катализаторов при дегидрировании бутана из "Физико-химические и технологические основы получения дивинила из бутана и бутилена" Исследователям давно было известно из лабораторной практики, что все алюмо-хромовые катализаторы в первые минуты дегидрирования имеют более низкую активность, чем в последующий период. Это свойство учитывается при проведении исследовательских работ после каждой регенерации катализатор в течение 5—10 мин продувается соответствующим углеводородом, и только после такой продувки начинается собственно опыт. [c.44] Ниже излагаются полученные нами результаты исследования проц есса дегидрирования бутана на образце алюмо-хромового катализатора при коротких цик-, лах, т. е. в условиях нестацио-нарности [12 4]. [c.45] Дегидрирование н-бутана проводилось на проточной установке с неподвижным катализатором, описанной на стр. 30. В реактор загружалось 20 см катализатора с размером зерен около 1,5 мм. Вновь загруженный катализатор предварительно разрабатывался путем проведения 4—5 опытов длительностью 15 мин каждый. Все исходные газы (бутан, воздух, азот) перед поступлением в реактор сушились силикагелем до содержания паров воды около 1 г м . Перед опытом реактор продувался очищенным азотом, а затем бу- таном в течение 30 сек объем пропускаемого при этом бутана равнялся объему продуваемой системы. [c.45] Собственно опыт продолжался 8 мин. [c.45] Контактный газ собирался в четыре параллельно соединенные градуированные бюретки с рассолом, в каждую из которых газ отбира.чся в течение 2 мин. До бюреток газ проходил через поглотительные трубки с безводным хлорнокислым магнием для определения содержания в нем воды. Контактный газ анализировался на хроматографе, а содержание СО и СОг — на приборе Орса — Егера по общепринятым методикам. Регенерация катализатора проводилась обычным порядком. По результатам анализов рассчитывались выходы и избирательность, а также количество образовавшихся СО, СОг, НгО и общее количество теряемого катализатором кислорода за каждые 2 мин и за весь опыт. Температура опытов 550, 570 и 590° С, объемная скорость подачи бутана 500— 1000 На каждом режиме проводилось несколько опытов. [c.45] Найдено, что при увеличении объемной скорости бутана от 500 до 1000 количество кислорода в продуктах окисления увеличивается примерно лишь на 20—25 отн.%. [c.47] Приведенные данные свидетельствуют о том, что десорбция воды с катализатора — медленный процесс это подтверждено и прямыми опытами, результаты которых излагаются в п. 9. [c.48] Состав продуктов горения за счет избыточного кислорода (т. е. соотношение между СОг, СО и НгО) указывает на то, что избыточный кислород взаимодействует в основном с углеводородами С4. [c.48] Таким образом, каталитическое дегидрирование н-бутана на алюмо-хромовых катализаторах является нестационарным процессом непосредственно после регенерации активность катализатора примерно в 2 раза ниже максимально достигаемой. при данном режиме, что вызывается содержанием избыточного кислорода на катализаторе (в виде окислов шестивалентного хрома и адсорбированного кислорода). По мере того как избыточный кислород расходуется на горение, а образующаяся при этом вода удаляется, активность катализатора растет. Следовательно, состав катализатора меняется за счет его взаимодействия с реакционной средой (уменьшается содержание высших окислов хрома), однако активность катализатора связа-на не только с его текущим составом, но и с содержанием адсорбированной катализатором воды или, упрощенно, с влажностью выходящего контактного газа. Активность катализатора достигает максимальной величины, когда содержание воды в выходящем контактном газе не превышает 4—б г/ж . Нужно подчеркнуть, что влажность контактного газа определяется скоростью десорбции образующейся воды восстановление шестивалентного хрома, десорбция кислорода и горение протекают со значительно большей скоростью. [c.48] Рассмотрим скорость изменения активности катализатора в начальный период дегидрирования (после регенерации). При постоянной объемной скорости подачи бутана выход бутилена пропорционален скорости дегидрирования, а эта величина, в свою очередь, пропорциональна активности катализатора (при данной температуре). Следовательно, по экспериментальным данным можно найти зависимость изменения активности катализатора за первые 8 мин дегидрирования (аналогично рис. 11). [c.48] Интересно, что общее количество удаляемого из катализатора избыточного кислорода уменьшается по мере старения катализатора (см. рис. 12). Как известно, на свежем катализаторе в первых опытах наблюдаются более низкие выходы бутилена принято считать, что катализатор требует разработки. Теперь, по-видимому, имеется основание полагать, что такая разработка связана со стабилизацией количества избыточного кислорода после регенерации катализатора. [c.49] К вопросу о связи между содержанием шестивалентного хрома и активностью катализатора вернемся при рассмотрении изменения его состава при регенерации (п. 9 этой главы). [c.49] Вернуться к основной статье