Производство катализаторов из глин

17.06.2018
Предприниматели не описывают производство катализаторов из глин для крекинга нефти. Однако изучение патентов и торговых проспектов позволяет охарактеризовать этот процесс в следующем общем виде.

В случае монтмориллонитовых глин сырая глина обрабатывается серной или, возможно, соляной кислотой при умеренно высокой температуре. Такая обработка обеспечивает почти полное удаление адсорбированных щелочей и щелочных земель. Эти обменные катионы замещаются водородом. Ионы водорода проникают в октаэдрические позиции монтмориллонитовой решетки и замещают при этом магний, железо и алюминий примерно в последовательности их перечисления. Ионы водорода, поставляемые кислотой, вероятно, соединяются с атомами кислорода октаэдрических слоев с образованием гидроксильных групп, вследствие чего происходит освобождение октаэдрических катионов. Магний, алюминий и железо перемещаются из октаэдрических позиций в обменные положения, а затем в раствор, причем скорость и интенсивность такого перемещения зависят от способа обработки (от дозировки кислоты, ее концентрации, температуры и времени обработки).

После кислотной обработки глины промываются, чтобы удалить щелочи, уменьшить содержание железа и достичь требуемых содержаний алюминия и магния. Как показано на фиг. 7-1, активность катализатора зависит от строгости режима кислотной обработки. Обычно активность катализатора возрастает с увеличением интенсивности обработки до некоторого оптимального значения; дальнейшее увеличение интенсивности обработки обусловливает уменьшение активности катализатора. Coгласно Бонду, лучшие каталитические свойства глина приобретает в результате кислотной обработки, выщелачивания и повторной обработки алюминийсодержащим раствором, чтобы алюминий вновь занял те положения, из которых он был удален при предшествующей обработке кислотой. Вероятно, оптимальное содержание алюминия будет различным для разных глин или для одной и той же глины, но для различных типов сырой нефти. Это оптимальное содержание алюминия следует определять опытным путем. Кроме того, одни и те же дозировки, концентрации кислоты, температура и др. не всегда будут давать оптимальное содержание алюминия или оптимальную активность катализаторов, получаемых из различных монтмориллонитовых глин.

После такой обработки глины высушиваются, гранулируются в материал с надлежащей крупностью зерен и обжигаются при температуре 500—600° С. Обжиг глин необходим, чтобы они стали твердыми и термически устойчивыми.

На основании патентов можно говорить о нескольких способах получения удовлетворительных катализаторов из каолинитовых и галлуазитовых глин. Утверждают, что обжиг иногда приводит к такому увеличению удельной поверхности катализатора и его активности, что он может применяться и без обработки кислотой. Это наводит на мысль, что удельная поверхность каолинита достаточна, чтобы он имел соответствующую каталитическую активность; следовательно, для использования каолинита в промышленных масштабах необходимо только увеличить его удельную поверхность. Однако в большинстве случаев указывается необходимость обработки таких глин кислотой, обычно серной. По одним методам глина обрабатывается кислотой в сыром виде, а по другим — после ее обжига выше температуры дегидратации (500—600°С), но ниже температуры образования муллита (950—1000°C). После кислотной обработки глины промываются, чтобы уменьшить в них содержание глинозема и удалить сульфаты; эти сульфаты могут быть удалены также в результате прокаливания. По-видимому, нет зависимости между содержанием глинозема в катализаторах из каолинитовых глин и их активностью, как это имеет место в случае катализаторов, получаемых из монтмориллонитовых глин. В противоположность монтмориллонитовым глинам каолинитовые и галлуазитовые глины не содержат ни щелочей, ни щелочных земель, так что в этом случае нет необходимости промывать катализаторы для удаления из продуктов реакций этих элементов. Хотя для производства катализаторов применяются глины с очень низким содержанием железа, иногда необходимо обработать их так, чтобы еще больше понизить содержание железа. Указывается ряд способов обработки глин, снижающих содержания Fe2O3 до 0,01—0,03%.

После кислотной обработки глины перерабатываются в продукт требуемого облика и гранулярного состава, который затем обжигается для придания ему твердости и термической устойчивости. Температура такого обжига около 500—700° С, но не указываются ни точный режим времени этого обжига, ни температура, ни другие его особенности.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: