Осажденные контактные массы

Осажденные контактные массы получают методом соосаждения компонентов из растворов (получают примерно 80% катализаторов и носителей).

Преимущество метода: позволяет в широких пределах варьировать пористую структуру и внутреннюю поверхность катализаторов.

Недостаток метода: значительный расход реактивов, большое количество сточных вод.

В зависимости от природы выпадающего осадка, эти контактные массы делят:

  • - на солевые (осадок - соль);
  • - на кислотные (осадок - кремниевая или алюмокремниевая кислота при производстве силикагелей, алюмогелей);
  • - оксидные (осадок - аморфный гидроксид (Ре(ОН)3, который при термообработке переходит в оксид Fe).

Общая технологическая схема приготовления осажденных катализаторов. Различают два варианта технологической схемы приготовления осажденных катализаторов, которые отличаются способом формовки катализатора (сухой и влажный):

  • 1 вариант. Схема приготовления осажденных катализаторов при сухом способе формовки: растворение —> осаждение —* фильтрование —* промывка осадка —> сушка осадка —? прокаливание катализатора —* измельчение —> сухая формовка катализатора.
  • 2 вариант. Схема приготовления осажденных катализаторов при влажном способе формовки: растворение —> осаждение —> фильтрование —* промывка осадка —> формовка катализатора —* сушка гранул —* прокаливание катализатора.

Указанный порядок приготовления катализаторов в каждом конкретном случае может изменяться, возможно, совмещение отдельных операций или их отсутствие.

Растворение - процесс перехода твердой фазы в жидкую. В растворенном и в значительной мере диссоциированном состоянии увеличиваются подвижность и химическая активность молекул.

Факторы, ускоряющие процесс растворения:

  • - перемешивание - обеспечивает равномерное распределение твердых частиц в жидкой фазе;
  • - повышение температуры - обеспечивает увеличение коэффициента диффузии вследствие уменьшения вязкости жидкой фазы;
  • - измельчение исходного сырья - обеспечивает увеличение поверхности растворения.

Осаждение - процесс образования твердой фазы в результате химической реакции при смешении растворов исходных компонентов. Переход растворенного вещества в осадок - совокупность двух процессов: образование зародышей твердой фазы и роста кристаллов.

Факторы, ускоряющие кристаллизацию (осаждение):

  • - понижение температуры;
  • - увеличение концентрации исходных растворов до насыщенных;
  • - перемешивание (вносит энергию, необходимую для начала процесса кристаллизации);
  • - воздействие электрического поля;
  • - использование осадителя (вещества, при добавлении которого нарушается равновесие в системе и начинается кристаллизация).

Характер выделяющегося осадка (дисперсность, пористость, форма частиц) определяется:

  • - температурой осаждения;
  • - pH среды;
  • - исходным составом раствора;
  • - концентрацией раствора;
  • - интенсивностью перемешивания;
  • - способом осаждения (периодическое или непрерывное).

Периодическое осаждение. Осадитель периодически вводят в

раствор, при этом получающийся осадок выводится из реактора периодически, т.е. условия осаждения непрерывно изменяются (концентрация, pH). Это приводит к тому, что получающийся осадок по составу и структуре (дисперсность, пористость) - неоднородный.

При непрерывном осаждении на протяжении всего процесса в реактор подают растворы исходных компонентов, а из реактора непрерывно отводят получающийся осадок в виде суспензии или пульпы. Условия осаждения - постоянны, поэтому получающийся осадок - более однородный.

Фильтрование и промывка. В зависимости от свойств осадка, а также специфики последующих операций переработки осадка используют фильтры разнообразных конструкций: барабанные, дисковые, фильтр-прессы. Для удаления из осадка компонентов фильтрата осуществляют его промывку на фильтре. После фильтрования и промывки осадки содержат 25-30 % Н20, которую необходимо удалить, т.е. провести сушку.

Сушка. По способу подвода теплоты различают сушку:

  • - конвективную - непосредственное соприкосновение осадка с сушильным агентом (например, горячим воздухом);
  • - контактную - передача теплоты от стенки сушилки к материалу происходит за счет теплопроводности материала;
  • - электрическую - с использованием токов высокой частоты.

Распылительная сушка - по существу является конвективным

методом сушки. При такой сушке сухие частицы получают при испарении влаги из мелких капель диспергированного раствора или суспензии. Этот метод позволяет заменить процессы фильтрования, сушки и формования, но требует больших затрат энергии.

В производстве осажденных контактных масс используют туннельные, ленточные сушилки, аппараты кипящего слоя, вращающиеся печи.

Прокачивание - один из важных этапов. Условия прокаливания (температура, время, среда) в значительной степени определяют средний диаметр пор и размер поверхности контактной массы. Обычно прокаливание проводят при температуре равной или выше температуры каталитической реакции.

Формовка. Сухие способы формовки: таблетирование, гранулирование, дробление. Влажные способы - различные способы формовки влажной катализаторной пасты.

Для осажденных катализаторов наиболее характерна технология крупнотоннажного производства гранулированного алюмосиликатного катализатора крекинга нефтепродуктов.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >