Катализийн шинэчлэл нь олон зуун жилийн түүхтэй дэвшилтэт технологи юм

2024 Зохиолч: Howard Calhoun | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2023-12-17 10:36

Газрын тосны ашигтай шинж чанарыг хүн төрөлхтөнд эрт дээр үеэс мэддэг байсан. Энэ нь синтетик утас, хуванцар үйлдвэрлэхэд түлш, түүхий эд авахад ашиглагддаг. Үүний зэрэгцээ хүн төрөлхтөн чулуужсан түлшний боловсруулалтын үр ашгийг нэмэгдүүлэхийг үргэлж эрэлхийлсээр ирсэн. Эдгээр аргуудын нэг нь катализаторын шинэчлэл байсан бөгөөд энэ процесс нь өндөр чанартай бензин болон үнэрт нүүрсустөрөгчийг бий болгосон.

Нефть боловсруулах энэ аргыг 1911 онд анх зохион бүтээсэн бөгөөд 1939 оноос хойш уг технологийг үйлдвэрлэлийн хэмжээнд ашиглаж байна. Түүнээс хойш чулуужсан түлшийг нэрэх аргыг байнга сайжруулсаар ирсэн. Өнөөдөр энэ нь өндөр октантай бензин үйлдвэрлэх хамгийн төвөгтэй бөгөөд үр дүнтэй аргуудын нэг юм.

Түлш нэрэх

Катализийн шинэчлэл гэдэг нь никель болон зарим нэг элементийн оролцоотойгоор зургаан гишүүнт нафтенийг усгүйжүүлэх (органик нэгдлээс устөрөгчийн молекулыг зайлуулах) үйл явц юм.өндөр температурт бусад цагаан алтны бүлгийн металлууд нь үнэрт нэгдлүүд үүсэхэд хүргэдэг. Өөрөөр хэлбэл, энэ нь чанар муутай түүхий эдээс шууд дамждаг бензинээс өндөр октантай бүтээгдэхүүн - шинэчлэлт хийх боломжийг олгодог процесс юм.

Шинэчлэл яагаад ийм өргөн хүрээтэй болсны гол шалтгаан нь байгаль орчны асуудалд санаа тавих явдал юм. Үүнээс өмнө өндөр октантай бензин үйлдвэрлэхэд хар тугалга дээр суурилсан тогшлын эсрэг бодис ашигладаг байсан. Шинэчлэлээс ялгарах утаа бараг байхгүй.

Хүлээн авсан бүтээгдэхүүн

Энэ технологийг ашигласнаар хамгийн үнэ цэнэтэй нефть химийн түүхий эд болох бензол, толуол, үнэрт нүүрсустөрөгчийг гаргаж авах боломжтой. Өнөөдөр катализаторын шинэчлэл нь дэлхий даяар жилд 480 сая тонн хүртэл нефть химийн бодис үйлдвэрлэдэг процесс юм.

Үйлдвэрлэлийн мөчлөгийн гол эцсийн бүтээгдэхүүн нь дахин форматлах - 93-102 октантай бензин.

Үүний зэрэгцээ парафины дайвар бүтээгдэхүүн, мөн 90% устөрөгчийн хий үүсдэг бөгөөд энэ нь бусад аргаар олж авсан хамгийн цэвэр нь юм.

Катализаторын шинэчлэлийг дагалддаг өөр нэг бүтээгдэхүүн бол кокс юм. Энэ нь катализаторын гадаргуу дээр хуримтлагдаж, тэдгээрийн идэвхийг эрс бууруулдаг. Тэд тоог цөөлөхийг оролдож байна.

Катализаторын шинэчлэлийн технологи

Шууд ажилладаг бензин нь бага октантай түлш нь катализаторын шинэчлэлтийн түүхий эд болдог. Бүх процесс нь катализаторын суурин давхаргатай 3-4 реакторт явагддаг. Реакторууд нь олон камерт нарийн төвөгтэй систем бүхий хоолойгоор холбогдож, шилжилтийн бүтээгдэхүүнийг халаадаг.

Катализаторын шинэчлэлийн катализаторууд нь цагаан алтны талстуудтай холилдсон хөнгөн цагааны исэл (A1203) юм. 480-520 °C температуртай, 1.2-4 МПа даралттай реакторуудад түүхий эд нь өндөр октантай изопарафин болон үнэрт нэгдлүүд болж хувирдаг.

Технологид үйл явцын тогтвортой байдлыг нэмэгдүүлэхийн тулд илүү үнэтэй металлууд (рений, германий, иридиум), галогенууд болох хлор, фторыг ихэвчлэн нэвтрүүлдэг.

Катализаторын шинэчлэлийн төрлүүд

Өнөөдрийг хүртэл катализаторын өөрчлөлтийн урвалаар өндөр октантай бензин болон үнэрт нүүрсустөрөгчийг гаргаж авах олон аргыг зохион бүтээжээ. Гадаадын компани бүр өөрийн үйлдвэрлэлийн аргыг нууцалдаг. Гэсэн хэдий ч эдгээр нь бүгд гурван үндсэн арга дээр суурилдаг:

1. Газрын тосны шинэчлэлийг 3-4 реакторт нэгэн зэрэг тасралтгүй хийсэн. Үүний мөн чанар нь процессын катализатор эхлээд өөрийн боломжоо бүрэн хөгжүүлж, дараа нь хурдасгуур шинж чанараа сэргээх хүртэл реакторуудыг зогсоодогт оршино.
2. 2-3 суулгацын тасралтгүй урвал - урвалжийг үйлдвэрлэсэн үед систем бүрт үе үе сэргээдэг. Үүний зэрэгцээ процесс зогсохгүй, нөхөн сэргээгдэх реакторыг "хөвөгч" нэмэлтээр сольсон.

Хамгийн агууБүтээмжийг нөхөн сэргээх нэгж, реакторыг ашиглан тасралтгүй урвалаар хангах боломжтой. Катализаторыг шинж чанар нь муудаж, нөхөн төлжүүлэх камерт хийж, оронд нь "саяхан бууруулсан урвалж" орж ирснээр хөнгөн цагаан цагаан алтны нэгдлүүдийн эргэлт явагдана.

Гол асуудал

Шинэчлэлийн дагалддаг гол асуудал бол хөнгөн цагаан цагаан алтны материалын катализаторын чадварыг бууруулдаг их хэмжээний кокс үүсэх явдал юм. Энэ асуудлыг шийдэх арга бол 300-500 хэмийн температурт хүчилтөрөгч-инерцийн хольцыг ашиглан урвалд орж буй элементүүдийн гадаргуу дээрх коксын ордуудыг шатаах явдал юм. Шинжлэх ухааны нийгэмлэгт энэ үйл явцыг нөхөн төлжилт гэж нэрлэдэг.

Катализаторын элементийг бүрэн сэргээх боломжгүй. Ашиглахын хэрээр нөхөж баршгүй хөгширч, дараа нь тусгай үйлдвэрүүдэд илгээгдэж, тэндээс цагаан алт болон бусад үнэтэй металлуудыг гаргаж авдаг.

Каталитик шинэчлэгч

Байгалийн түлшийг боловсруулах энэ аргыг янз бүрийн төрлийн суурилуулалтаар гүйцэтгэдэг. Тэдгээрийн заримыг нь нэрлэвэл:

• Сонгох хэлбэр. Энд шинэчлэгч нь каталитик усгүйжүүлэх процессыг сонгомол гидрокрекингтэй хослуулсан.
• Платформ хийх. Энэ нь 3 реактортой бөгөөд катализаторын ажиллах хугацаа 6-12 сар байна.
• Ультраформ. Урвалжийг багасгах процессыг гүйцэтгэдэг "хөвөгч" реактортой анхны суурилуулалтын нэг.
• Изоплюс. Учир ньБүтээгдэхүүнийг олж авахын тулд шинэчлэлт ба дулааны хагарлын процессыг нэгтгэдэг.

Хамгийн өргөн хүрээтэй газрын тосны шинэчлэлийг Хойд Америкт хийсэн бөгөөд энд жил бүр 180 сая тонн байгалийн түлш боловсруулдаг. Хоёрдугаарт Европын орнууд оржээ - 93 сая тонн орчим. Орос жилдээ 50 сая тонн газрын тос олборлож эхний гуравт бичигдэж байна.