Лабораторная работа № 5 лабораторная установка каталитического крекинга со стационарным слоем катализатора

Нижняя часть реактора заполнена стеклянной насадкой, на которую насыпан слой катализатора желаемой высоты, затем снова слой фарфоровой насадки. Назначение верхнего слоя фарфоровой насадки – обеспечить испарение сырья, подаваемого в реактор. Реактор снабжен электрообогревом, нагревательная печь сделана с одной стороны разьемной для извлечения реактора. Головка реактора крепится на резьбе и снабжена патрубком, присоединяющимся к линии насоса. Во время регенерации патрубок используют для подачи воздуха, перед регенерацией для подачи азота. Из питающей бюретки сырье поступает в реактор. Емкость бюретки 400 – 500 мл, градуировка через 1 мл, холодильник длиной около 500 мм служит для конденсации и охлаждения паров, выходящих из реактора. Приемники для жидкого дистилята: первый служит для предварительной конденсации паров из реактора, во второй поступает охлажденный конденсат и крекинг-газ. В абсорбере из крекинг-газа поглощаются увлеченные частицы бензина. В качестве абсорбера используется склянка с соляровым маслом, налитым на высоту 3 – 4 см. пробу газа отбирают в середине опыте или непрерывно в течение всего. Обьем воздуха, пропускаемого через реактор, замеряют с помощью газовых часов.

Подготовка и проведение опыта

Скорость подачи сырья определяют исходя из загруженного обьема катализатора и берут обычно 0,5 – 2 об.ч сырья на 1 об.ч катализатора в 1 ч. продолжительность рабочей части цикла, т.е. периода непрерывной подачи сырья, определяется активностью катализатора, скоростью подачи сырья, и содержанием несмолистых веществ. На промышленных установках продолжительность цикла равна 10 минутам; для лабораторной установки она может составлять от 30 мин до 1 часа, так как более частая регенереция катализатора технически неудобна.

Бюретку заполняют, включают насос и заполняют подходящую к реактору трубку сырьем. Если опыт проводится на свежем, еще не подвергавшимся регенерации катализаторе, то необходимо предварительно удалить из катализатора влагу. Для этого реактор разогревют до 300 - 350ºС, соединяют верхнюю отводную трубку с источником воздуха и продувают катализатор до тех пор, пока нижняя часть реактора не станет совершенно сухой, освободившись от капель воды, выделившейся в начале продувки. Затем соединяют аппаратуру по прилагаемой схеме. Когда температура в реакторе станет на 5 – 10ºС выше заданной, включают подачу сырья. Затем устанавливают нужную температуру опыта. По окончании каждого цикла продувают реактор азотом.

Регенерация катализатора

По окончании каждого периода подачи сырья, не выключая обогрева реактора, продувают его азотом и выжигают с катализатора образовавшиеся во время реакции смолисто-коксовые отложения.. Для этого к верхней отводной трубке реактора подсоединяют шланг от источника сжатого воздуха, а к холодильнику - газовые часы и параллельно с ними газометр для отбора средней пробы газа, воздух на регенерацию подают со скоростью 20 – 30 л/ч. Температура регенерации составляет 550 - 600ºС, продолжительность зависит от количества кокса на катализаторе и составляет 2 – 3 часа.

Схема лабораторной установки каталитического крекинга со стационарным слоем катализатора

1 –насос; 2 – сырьевой мерник; 3 – фарфоровая насадка; 4 – реактор; 5 – печь; 6 – потенциометр; 7 – катализатор; 8 - термопара; 9 – холодильник; 10 – приемник; 11– абсорбер; 12 – газовые часы; 13 – газометр.