Оглавление (стр. 23 )

а

б

Рис. 6.1. Пики десорбции азота из образцов катализатора G-58E,
а – свежий катализатор, б – отработанный катализатор.

Таблица 6.2

Площади поверхности образцов катализатора G-58E.

Образец	Навеска, грамм	Масш-таб	Высота пика, мм	Ширина пика, мм	Площадь пика, мм2	Объём газа, см3	Площадь поверхности м2/гр
Новый	0,083	64	144	1,3	11980,8	2,731	160,573
Отработан-ный	0,056	1	11	1,1	12,1	0,002	0,202

6.1.2 Активность и селективность свежего и отработанного катализаторов

Активность и селективность свежего катализатора составляют 100 процентов.

Активность отработанного катализатора при температуре ниже 100oС составляет ноль процентов, то есть ни целевая, ни побочная реакции гидрирования на нем не протекают.

6.2 Исследование растворимости одного из наиболее широко представленных компонентов загрязнителя катализатора – антрацена

Как известно, состав кокса включает в себя следующие классы веществ: алифатические углеводороды, диеновые углеводороды, ароматические и полиароматические соединения, нафталины, а также линейные олигомеры. Одним из компонентов кокса, образующегося на поверхности катализатора, является антрацен. На установке, описанной в главе III (рис. 3.1) была исследована растворимость этого вещества. Результаты представлены на рисунке 3.5 а также в таблице 6.3.

Результаты, полученные в настоящей работе, были описаны по уравнению Пенга-Робинсона. Алгоритм описания представлен в главе V. Критические параметры антрацена взяты из литературных источников [100]. Результаты описания представлены на рис. 6.3. Значение коэффициентов бинарного взаимодействия m для данной системы следующие:

·  при Т=313.15 К m= 0,0611;

·  при Т=323.15 К m= 0,1502.

Среднеквадратичное отклонение результатов описания от экспериментальных данных в исследованном диапазоне давлений на изотерме Т=313.15 К составляет 7,93%, а на изотерме Т=323.15 К составляет 6,66%, что в полной мере согласуется с погрешностью результатов экспериментального исследования

Таблица 6.3.

Растворимость антрацена в
сверхкритическом диоксиде углерода

Т= 313,15 К	P, Мпа	11,81	12,43	13,15	13,80	14,49	1
у эксп	0,00002538	0,0000282	0,00003290	0,00003572	0,00003854	2
Т= 323,15 К	P, Мпа	12,18	12,53	12,93	13,44	14,00	3
у эксп	0,00002068	0,0000235	0,00002914	0,0000329	0,00003948	4

Продолжение табл. 6.3.
1	15,20	15,85	16,58	17,29	17,91	18,60
2	0,00004042	0,00004230	0,00004512	0,00004700	0,00004888	0,00005076
3	14,68	15,43	16,20	17,26	18,31	19,32
4	0,00004512	0,00005076	0,00005640	0,00006298	0,00007050	0,00007614
Продолжение табл. 6.3.
1	19,98	20,67	21,39	22,15	22,74	23,43
2	0,00005452	0,00005734	0,00005922	0,00006110	0,00006204	0,00006392
3	21,30	22,39	23,40	24,50	25,51	26,55
4	0,00008742	0,00009118	0,00009588	0,00010058	0,00010434	0,00010904
Продолжение табл. 6.3.
1	24,12	24,80	25,49	26,18	26,87	27,90
2	0,00006580	0,00006674	0,00006862	0,00007050	0,00007238	0,00007500
3	27,56	27,66	28,57	29,28	30,01	30,63
4	0,00011280	0,00011374	0,00011656	0,00011844	0,00012032	0,00012220
Продолжение табл. 6.3.
1	28,96	30,01	31,03	32,05	32,78	33,74
2	0,00007708	0,00007896	0,00008178	0,00008366	0,00008460	0,00008648
3	30,66	31,49	32,38	33,45	34,41	35,00
4	0,00012314	0,00012502	0,00012784	0,00013066	0,00013348	0,00013630

Рис. 6.3. Описание растворимости антрацена по уравнению Пенга-Робинсона,
1 – экспериментальные точки, 2 – описание

Помимо этого, было исследовано влияние различных сорастворителей на растворимость антрацена. В качестве сорастворителей были выбраны ацетон и диметилсульфоксид. Концентрация сорастворителей варьировалась от нуля до 7,5 процента массовых. Результаты измерений при Т=323,15 К и Р=24,5 МПа представлены на рис. 6.4. Из него видно, что с увеличением концентрации сорастворителя, растворимость антрацена возрастает, проходит через максимум и начинает убывать. Наиболее оптимальным является концентрация сорастворителя, равная 5 % массовым.

Рис. 6.4. Растворимость антрацена в сверхкритическом диоксиде углерода, модифицированном 1 – ацетоном, 2 – диметилсульфоксид.

6.3 Характеристика процесса регенерации катализаторов

Процесс регенерации различных образцов катализатора марки G-58E осуществлялся на установке, описанной в главе IV (рис. 4.1). Методика проведения экспериментов также описана в главе IV. Регенерацию проводили при температурах от 40 до 150 oС и давлениях от 10 до 40 МПа. В качестве сорастворителя во всех случаях использован ацетон, содержание которого составляло 3 % масс. Вышеприведённая концентрация сорастворителя, уступающая значению, обеспечивающему максимальную растворяющую способность модифицированного экстрагента, предопределила неполноту проведённой регенерации.

Результаты регенерации различных образцов катализатора представлены на рис. 6.5 и таблице 6.4.

Рис. 6.5. Изменение массы образцов катализаторов в зависимости от массы пропущенного диоксида углерода, 1 – Р=20МПа, t=40С, 2 – Р=20МПа, t=150С,3 – Р=40МПа, t=150С,
4 –Р=20МПа, t=80С.

Таблица 6.4.

Изменение массы образцов катализаторов
в зависимости от массы пропущенного диоксида углерода

Образец № 1, Р=20МПа, t=40С	Образец № 2, Р=40МПа, t=150С	Образец № 3, Р=10МПа, t=150С	Образец № 4, Р=20МПа, t=80С
Масса СО2, гр	Выход загрязнителя, гр	Масса СО2, гр	Выход загрязнителя, гр	Масса СО2, гр	Выход загрязнителя, гр	Масса СО2, гр	Выход загрязнителя, гр
0	0	0	0	0	0	0	0
916	0,0158969	734	0,017021	734	0,019622	956	0,00939
1921	0,017471	1934	0,019117	2033	0,021755	1971	0,009797
2813	0,017479	2999	0,019441	3109	0,021894	2893	0,009938

6.4 Характеристика регенерированных катализаторов

6.4.1 Площадь поверхности

Исследование площади поверхности катализаторов проводилось по методу десорбции азота, описанному в работах [113, 114]. Результаты исследований представлены на рис. 6.6 и таблице 6.5.

Из таблицы видно, что наиболее полно регенерация была проведена при Р=40МПа, t=150 оС, что соответствует кинетике изменения массы этого образца. Однако при этом площадь поверхности регенерированного образца, как и предполагалось, была восстановлена лишь на 78% по отношению к площади поверхности свежего катализатора.