Результаты гидрокрекинга декана

Условия: 288 °С; 8,2 МПа; молярное соотношение Н2 : С10Н22 = 10; объемная скорость подачи сырья 8 ч-1

Показатели Катализатор
алюмосиликат никель на алюмосиликате (6,6%) сульфид никеля на алюмосиликате (6,6%)
Степень превращения, % 2,5 7,8 52,8
Состав продуктов, моль (на 100 моль исходного декана):      
СН4 0,01 0,28 0,92
С2Н6 ¾ 0,05 0,05
С3Н8 0,3 0,33 7,9
изо4Н10 1,2 0,07 31,1
С4Н10 0,2 0,90 6,8
изо5Н12 1,3 0,07 21,5
С5Н12 0,1 1,20 2,6
изо6Н14 0,9 0,12 18,7
С6Н14 0,06 1,0 2,0
изо7Н16 0,3 0,07 4,6
С7Н16 0,01 0,87 0,2
С8Н18 0,03 0,47 1,1
С9Н20 0,01 0,52 1,0
изо10Н22 0,3 4,5 5,5
алкены 0,05
Отношение:      
изо4Н10 : н4Н10 0,08 4,57
изо5Н12 : н5Н12 0,06 8,30
изо6Н14 : н6Н14 0,12 9,35
изо7Н16 : н7Н16 0,09
     
С3 + С4 + С5 + С6 S продуктов реакции 0,845 0,355 0,880

 

Катализатор никель на алюмосиликате обладает высокой гидрирующей и невысокой кислотной активностями, а сульфид никеля на алюмосиликате – катализатор с высокой кислотной и умеренной гидрирующей активностью. Для сравнения приведен алюмосиликатный катализатор, не обладающий гидрирующей-дегидрирующей активностью.

Из данных табл. 4.8 видно, что общая степень превращения на катализаторе сульфид никеля на алюмосиликате, значительно больше, чем на алюмосиликате и на катализаторе никель на алюмосиликате. Это объясняется образованием на гидрирующих-дегидрирующих активных центрах алкенов (в малой концентрации), легко инициирующих образование карбкатионов; гидрирующие-дегидрирующие активные центры предотвращают также закоксовывание соседних кислотных центров. Малая скорость крекинга на катализаторе с высокой гидрирующей и невысокой кислотной активностями (никель на алюмосиликате) объясняется насыщением карбкатионов при реакциях типа:

 

R+K + DH ® RH + K + D

 

Образование в больших количествах (на превращенный алкан) изоалканов с тем же числом углеродных атомов и малая разветвленность продуктов крекинга показывают, что реакция такого типа протекает с высокой скоростью. На катализаторах с умеренной гидрирующей активностью (сульфид никеля на алюмосиликате) насыщение карбкатионов по такому механизму не происходит вообще или происходит только для устойчивых долгоживущих ионов типа втор3+,
трет4+. В результате состав продуктов гидрокрекинга (за исключением отсутствия алкенов) очень близок к составу продуктов каталитического крекинга в этих же условиях на алюмосиликатном катализаторе.

Гидрокрекинг высокомолекулярных парафинов на кислотных центрах катализатора осуществляется по карбоний-ионному механизму с разрывом в средней части с наименьшей энергией связи С-С. Как и при каталитическом крекинге, вначале на металлических центрах катализатора происходит дегидрирование парафинов с образованием алкенов. Затем алкены на кислотных центрах легко превращаются в карбкатионы и инициируют цепной карбоний-ионный процесс. Скорость гидрокрекинга возрастает с увеличением молекулярной массы алканов. Изопарафины с третичными углеродными атомами подвергаются крекингу со значительно большей скоростью, чем нормальные алканы. Так как распад карбоний-ионов с отщеплением фрагментов, содержащих менее трех атомов углерода, сильно эндотермичен, при гидрокрекинге почти не образуется метан и этан, и высок выход изобутана и изопентанов. Общая конверсия парафинов выше в процессе гидрокрекинга, чем при каталитическом крекинге. Это обусловлено легкостью образования алкенов на гидро-дегидрирующих центрах катализаторов гидрокрекинга. Наиболее медленная и энергоемкая стадия цепного механизма – инициирование цепи – при гидрокрекинге протекает быстрее, чем при каталитическом крекинге без водорода. Катализаторы гидрокрекинга не закоксовываются, так как алкены подвергаются быстрому гидрированию и не успевают вступать в дальнейшие превращения с образованием продуктов полимеризации и уплотнения.

Нафтены с длинными алкильными цепями при гидрокрекинге подвергаются изомеризации и распаду цепей, как парафиновые углеводороды. Расщепление кольца происходит в небольшой степени. Интенсивно протекают реакции изомеризации шестичленных в пятичленные нафтены. Бициклические нафтены превращаются в моноциклические с высоким выходом производных циклопентана.

Гидрирование ароматических углеводородов осуществляется последовательным насыщением ароматических колец с возможным сопутствующим разрывом образующихся нафтеновых колец и деалкилированием.

Реакции ароматизации и поликонденсации до кокса, протекающие при каталитическом крекинге, в процессах гидрокрекинга, проводимых при высоком давлении водорода и пониженных температурах, сильно заторможены из-за термодинамических ограничений и гидрирования коксогенов посредством спилловера водорода* [2, 7].

_____________________________________________________________* СПИЛЛОВЕР (англ. spillover - перетекание), перенос частиц, адсорбированных на твердом теле, на находящееся с ним в контакте другое твердое тело (менее активное по отношению к адсорбции) [20]. Термин «спилловер» был введен М. Бударом в 1969 г. Наиболее известен спилловер водорода в некоторых процессах каталитического гидрирования на полифункциональных катализаторах. В этом случае катализатор обычно представляет собой смесь металлов платиновой группы (или Ni) с различными оксидами. Получающийся в результате диссоциативной хемосорбции на металле атомарный водород переносится на поверхность оксида, где вступает в реакцию с адсорбированными непредельными соединениями.

 






Дата добавления: 2020-08-31; просмотров: 202; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ


Поиск по сайту:

Воспользовавшись поиском можно найти нужную информацию на сайте.

Поделитесь с друзьями:

Считаете данную информацию полезной, тогда расскажите друзьям в соц. сетях.
Poznayka.org - Познайка.Орг - 2016-2020 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей. | Обратная связь
Генерация страницы за: 0.018 сек.