Окись этилена - Зимаков П.В.
Скачать (прямая ссылка):
Иногда при описании метода приготовления катализатора приводится характеристика его каталитической активности. К сожалению, активность катализатора изучалась разными авторами в совершенно разных условиях, поэтому полностью сравнивать образцы катализатора друг с другом не представляется возможным.
В табл. 38 приведена характеристика активности некоторых катализаторов на основании данных патентоз ведущих американских фирм (процесс вели з трубчатом реакторе из легированной стали диаметром 24—27 мм).
Восстановление активности катализаторов
Серебряные катализаторы очень чувствительны к действию контактных ядов, причем особую опасность для катализатора представляют различные соединения серы216. Поэтому всегда зозможна
і дезактивация катализатора как при его изготовлении, так и при загрузке в контактные аппараты, а также в процессе применения. Разработано несколько методов восстановления активности катализатора, отравленного хлористыми или сернистыми соединениями, являющимися наиболее частыми примесями к исходному сырью — воздуху и этилену.
Один из первых опубликованных методов регенерации101» 257~259
! состоит в обработке катализатора, потерявшего активность в результате отравления газообразным аммиаком в смеси с кислородом или воздухом и парами воды при температурах от 200 до 280 °С.
і По-видимому, попавшие на поверхность катализатора хлористые и сернистые соединения в процессе обработки его смесью аммиака п кислородсодержащего газа окисляются и, в конечном итоге, переходят в первом случае —• в хлорид, во втором — в сульфат серебра, образующие с аммиаком комплексные соединения —
AgCl •3NH3 и Ag2SO4•4NH3. Первый комплекс очень летуч280 и легко уносится газовым потоком. Второе соединение нелетучее; даже при незначительном нагревании, оно разлагается на аммиак и сульфид серебра261, который остается на поверхности катализатора. Поэтому такой метод должен быть эффективным лишь при отравлении катализатора хлористыми соединениями.
Активность катализатора, подвергавшегося действию хлористого водорода, можно восстанавливать, обрабатывая его водным раствором аммиака206. В этом случае обработка катализатора производится на холоду и комплексное соединение хлористого серебра и аммиака, хорошо растворимое в воде262, переходит в раствор. По-видимому, на образовании растворимых комплексных соединений основывается и метод регенерации катализатора в водном растворе сернокислого гидразина или гидроксиламина263.
При снижении активности катализатора под действием сернистых соединений и продуктов окисления высших углеводородов предложено обрабатывать катализатор непосредственно в контактном аппарате парами окиси этилена, разбавленными воздухом или инертным газом170' 264. В последнем случае концентрация окиси этилена в газовой смеси достигает 4—5%. Обработка катализатора проводится при рабочих температурах и давлении процесса. При этом нормальная работа катализатора возобновляется через 2—3 ч.
Для восстановления активности серебряного катализатора предложена216 обработка водородом при 400—500 0C с целью перевода сернистых и хлористых соединений, попавших на его поверхность, в легколетучие соединения H2S и HCl. Вероятно, такое же действие оказывает и этан, который рекомендуется265 добавлять к исходным газам при снижении активности катализатора. Кроме того, восстанавливать активность катализатора можно, нагревая его до 300 °С в токе реакционного газа173.
ОЧИСТКА ИСХОДНЫХ ГАЗОВ
Вследствие большой чувствительности серебряного катализатора к действию контактных ядов, в частности сернистых соединений и ацетилена, исходные газы, применяемые в производстве окиси этилена каталитическим методом (воздух, этилен, кислород), должны быть тщательно очищены1.
Обычным методом очистки исходных газов от соединений серы является промывка щелочью и водой.
Очистка этилена от ацетилена осуществляется методом селективного гидрирования ацетилена над различными катализаторами или методом поглощения ацетилена селективными растворителями — ацетоном, бутиролактамом, диметилформамидом266. Наибольшее распространение получил метод гидрирования. Для этой цели предложено несколько катализаторов, содержащих палладий на
носителе, например на активированном угле""", на двуокиси кремния248, на окиси алюминия268-270; иногда к палладию добавляют железо и серебро269» 27°. Селективное гидрирование ацетилена проводится также на катализаторе, состоящем из никеля, кобальта и хрома270. Остаточное содержание ацетилена в этилене после такой очистки составляет менее Ю-4 объемн. %. Еще большая •степень очистки достигается при пропускании этилена1, содержащего ацетилен, через окись меди при 150—200 °С. При этих условиях происходит полимеризация ацетилена с образованием куп-рена. %
Если проводить очистку этилена окисью меди при температуре ниже 100 0C (окись меди наносится на пористый носитель2703), то при этом происходит образование ацетиленида меди, который разлагается при последующей обработке окиси меди кислородсодержащим газом при повышенной температуре. При подаче этилена со скоростью 25 объемов в час на 1 объем окиси меди содержание ацетилена в этилене снижается с 17 до 2,4 части на 1 млн.
