УДК 661.53:66.097-047.44

АНАЛИЗ КАТАЛИЗАТОРОВ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ АММИАКА НА К

ФГБОУ ВПО «Кемеровский государственный университет»

кафедра химии твердого тела

miss. *****@***ru

В химической промышленности по оценке специалистов до 70% выпускаемой продукции получают каталитическим путем, поэтому интенсификация производства в большей мере обеспечивается разработкой и применением высокоэффективных катализаторов и носителей. Эффективность катализатора оценивается рядом показателей (химических, физико-механических, технологических и т. д.), которые позволяют всесторонне оценить его свойства. Высокие темпы развития химической промышленности требуют сокращения сроков разработки и внедрения катализаторов в производстве, что в свою очередь невозможно осуществить без прецизионных инструментальных методов анализа и контроля на всех стадиях технологического процесса.

Подбор эффективных промышленных катализаторов, разработка технологии их приготовления, входной и эксплуатационный контроль основных параметров катализаторов и носителей невозможно осуществить без привлечения разнообразных физических и физико-химических методов исследования и контроля. В исследовательской практике широко используются инструментальные методы изучения химического и фазового составов, активности и селективности катализаторов и носителей.

Настоящая работа посвящена анализу технических характеристик трех партий катализаторов, которые планируется использовать в цехе Аммиак-2 К: KATALCOTM 54-8Q, KATALCOTM 23-8EQ, KATALCO 41-6Т. Катализатор гидрирования сероорганики KATALCO 41-6Т используется в производстве Аммиак-2 на стадии очистки природного газа от сернистых соединений. Катализаторы KATALCOTM 54-8Q и KATALCOTM 23-8EQ используются на стадии вторичного риформинга производства Аммиак-2.

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

В работе использовали следующие методы анализа:

- Методика вычисления измерений насыпной плотности при естественной усадке слоя. Метод основан на определении массы катализатора или носителя в единице объема при естественной усадке слоя.

Насыпную плотность испытуемого образца вычисляли по формуле (1):

, (1)

где: - насыпная плотность, г/см3; - масса образца и цилиндра, г; - масса цилиндра, г; - объем образца, см3.

- Методика выполнения измерений механической прочности катализаторов и носителей. Метод измерения механической прочности основан на измерении усилия в момент разрушения гранулы катализатора между двумя параллельными плоскостями.

Испытание механической прочности пористых тел в статических условиях проводились с помощью прочномера катализаторов МП-9С с погрешностью измерения сил не более ± 3 %.

В зависимости от типа катализатора число испытуемых гранул составляет от 10 до 30 штук. Механическую прочность Рi, МПа вычисляли по формуле (2):

, (2)

где: – показания индикатора, деление; – калибровочный коэффициент, Н/деление; – площадь сечения испытуемой гранулы, см2.

- Методика определения прочности гранулированных катализаторов при истирании. Отобранные гранулы имели отношение длины к диаметру (1,0-1,5):1.

Обработку результатов проводили по формуле (3):

, (3)

где: – доля истирания, % ; – масса катализатора после истирания, г; – масса катализатора до истирания, г.

Результаты проведенных исследований (среднее из 5 измерений для каждого катализатора) представлены в таблице 1.

Таблица 1. Технические данные катализаторов

KATALCO 41-6Т

KATALCOTM 54-8Q

KATALCOTM 23-8EQ

Форма

Трехлепестковые экструдаты

Quadralobe

Quadralobe

Диаметр, мм

2,5

13

33

Длина, мм

17

20

Насыпная плотность, кг/м3

заявленная - 600

заявленная – 800

по результатам исследования - 709

заявленная – 1100

по результатам исследования – 754

Прочность на истираемость, %

заявленная – 23

по результатам исследования – 23,3

-

-

Средняя радиальная разрушающая нагрузка, МПа

-

заявленная - 2,7

по результатам исследования – 3,1

заявленная - 34,8

по результатам исследования – 32,8

Химический состав, % масс.

Co - 4.4

MoO

Al2O3 – остальное

Ni -10

SiO2 - <0.15

Алюминат кальция, Оксид алюминия (носители) – остальное

NiO - 8

SiO2 - <0.1

Алюминат кальция, Оксид алюминия (носители) – остальное

Таким образом, анализ трех партий катализаторов показал:

- экспериментально подтверждены заявленные технические характеристики катализаторов KATALCO 41-6Т и KATALCO 54-8Q, катализаторы рекомендованы к внедрению в производство;

- катализатор KATALCO 23-8ЕQ отличается от заявленных производителем технических характеристик, по насыпной плотности, катализатор отклонен от внедрения в производство.

Научные руководители: , начальник Центральной лаборатории К; к. ф.-м. н, , доцент кафедры ХТТ, ФГБОУ ВПО «Кемеровский государственный университет»; , инженер-технолог 2 категории Центральной