احیاء نفت کاتالیست
| دسته بندی | نفت و گاز |
| بازدید ها | 0 |
| فرمت فایل | |
| حجم فایل | 93 کیلو بایت |
| تعداد صفحات فایل | 82 |
احیاء نفت کاتالیست
فهرست مطا لب
عنوان صفحه
فصل اول
مفاهیم کاتالیست
مقدمه…………………………………………………………………………………
تاریخچه کاتالیست…………………………………………………………………
سرعت واکنش……………………………………………………………………
فاکتور مؤثر…………………………………………………………………………
واکنش کاتالیستی همگن و نا همگن…………………………………..
حامل ها ………………………………………………………………………………
پیش برنده ها ……………………………………………………………………
سموم کاتالیست ……………………………………………………………………
کثیف شدن کاتالیست …………………………………………………………
سینرتینگ ……………………………………………………………………………
ممانعت کننده ها …………………………………………………………………
فعالیت…………………………………………………………………………………
انتخاب کنندگی ……………………………………………………………………
پایداری …………………………………………………………………………………
عنوان صفحه
فصل دوم
کراکینگ کاتالیستی
مقدمه ……………………………………………………………………………………
واکنشهای کراکینگ کاتالیستی…………………………..……………………
احیاء مجدد کاتالیست …………………………….………………………………
کاتالیست های کراکینگ…………………………………………………………
ارزیابی کاتالیست ………………………………………….………………………
مسمومیتها ………………………………………………………………………….…
فصل سوم
تبدیل کاتالیستی
مقدمه …………………………………………………………………………………
واکنشهای ریفرمینگ……………………………………………………………
فعالیت………………………………….………………………………………………
انتخاب کنندگی……………………………….……………………………………
پایداری …………………………..……………………………………………………
توسعه کاتالیست…………………………….……………………………………
تهیه کاتالیست ………………………….…………………………………………
توسعه تبدیل کاتالیستی …………………………..…………………………
کاتالیستهای چند منظوره ……………………………………………………..
ترکیب کاتالیست ………………………………………………………………
عنوان : صفحه
آلومین ها………………………………………………………………………
کاتالیستهای تجارتی……………………………………………………………
پراکندگی کاتالیستها………………………………………………………
دانسیته کاتالیست……………………………………………………………
مساحت سطح………………………………………………………………
ابعاد کاتالیست …………………………………………………………………
سموم کاتالیست ………………………………………………………………
احیاء مجددکاتالیست ………………………………………………………
فصل چهارم
هیدرو کراکینگ کاتالیستی
عنوان: صفحه
مقدمه …………………………………………………………………………………
کاتالیست ها……………………………………………………………………………
نقش فلزات کاتالتیستی در هیدرو کراکینگ …………………………
کاتالیستهای اکسید اسیدی –پلاتین برای هیدرو کراکینگ………
فعالیت هیدرو ژناسیون پلاتین ……………………………………………
فعالیت اسیدی……………………………………………………………………
احیاءمجدد کاتالیست……………………………………………………
عنوان صفحه
فصل پنجم
تصفیه هیدروژنی نفتا
مقدمه: (آماده سازی خوراک )……………………………………………………
شرایط عملیاتی ……………………………………………………………………………
کاتالیستهای تصفیه هیدروژنی…………………………………………………………
مواد پایه کاتالیست…………………………………………………………………………
احیا مجدد کاتالیست………………………………………………………………………
خلاصه فصل ………………………………………………………………………………
فصل ششم
حمل و نقل کاتالیست و پر کردن راکتور
مقدمه:
حمل و نقل بشکه های کاتالیست ……………………………………………………
الک کردن کاتالیست ………………………………………………………………………
فهرست مطالب :
عنوان صفحه
ریختن کاتالیست در راکتور……………………………………………………
پرکردن راکتور گشاد …………………………………………………………
منابع و مأخذ ………………………………………………………………………
او برتولت و دیگر کارهای اساسی را در مورد سنتیک شیمیایی همان طور که امروزه آن را می شناسیم بوجود آوردند . قبل از اینکه قدم بعدی در کاتالیستها برداشته شود ، اهمیت زمان واکنشهای شیمیایی قابل توجه و بررسی بود .
در نیمة دوم قرن نوزدهم ، هلمهولتر آرینوس ، استوالد وانت هوف و دیگران شیمی فیزیک را گسترش دادند که برای اولین بار درک جدید تری از شیمی بود و قوانین کمی را تا حدودی کاهش می داد .
در حدود سالهای 1900 استوالد اهمیت حقیقی کار یک کاتالیت را شناسایی کرد . او یک کاتالیست را ماده ای تعریف کرد که سرعت واکنش شیمیایی را تغییر میدهد وبدون اینکه در محصول نهایی وجود داشته باشد . برای اولین بار از مفاهیم استوالد در کاتالیست ، بر اساس یک کمیت قابل اندازه گیری استفاده شد . علم و تکنولوژی کاتالیستی در این زمان شروع گردید . نظریاتی که دربارة کاتالیستها بطور عملی از آن زمان تاکنون در شیمی و صنایع نفت وجود دارند ، واکنشهای کاتالیستی مهمترین پایة آنهاست .
پیشرفتهای مهم در علم کاتالیست :
1922 مفاهیم انواع جذب سطحی شیمیایی
1925 مفاهیم مکانهای فعال
1937 قانون یون کربونیم در واکنشهای کاتالیستی
1938 اندازه گیری دقیق مساحت سطح
1939 قانون نفوذ نمودن در کاتالیست
1950 قانون حالت جامد کردن در کاتالیست بوسیلةآهن
1953 وظیفة دو گانه کاتالیست
1962 غربالهای مولکولی برای کاتالیستهای کراکینگ
1966 شکل انتخاب کنندگی در غربالهای مولکولی
1967 کاتالیستهای دو فلزی ریفرمینگ
پیشرفتهای مهم در تکنولوژی کاتالیست :
1900 اکسیداسیون502
1913 پلیمریز اسیون اولفین ها
1914 سنتر آمونیاک متانول
1924 سنتر متانول
1926 سنتر فلیشر- تروپش
1936 شکستن کاتالیستی
1938 اکسیداسیون ایزو پارافین ها
1939 ریفرمینگ کاتالیستی
1949 ریفرمینگ کاتالیستی – استفاده از PT - AL203
1953 پلیمرازسیون اولفینها
1959 هیدرو کراکینگ پیشرفته
1960 تصفیه هیدروژنی
سرعت واکنش :
سرعت واکنش به صورت تغییرات درمولکولهای یک ماده نسبت به زمان در واحد حجم محفوظ واکنش تعریف میگردد . در واکنشهای کاتالیستی این تعریف داده می شود ، رابطة ریاضی برای سرعت v بصورت زیر خواهد بود :
(2) یا(1)
کهv حجم مخلوط واکنش ، N تعداد مولهای یک واکنشگر ، F تعداد مولهای خوراک ، W وزن کاتالیت و X مقدار تبدیل می باشد .
یک رابطة ساده بین سرعت واکنش و غلظت واکنشگرها وجود دارد که بدین صورت بیان می شود :
که در رابطه فوق , به ترتیب واکنشگرها A وB و * نیز ثابتهایی بر این رابطه هستند . ( * درجه واکنش نسبت به A و B درجة واکنش نسبت به B ) .
K ثابت سرعت است و با درجةحرارت مطابق رابطةآرینوس تغییرمی کند .
K=
معادلة آرینوس فقط برای مراحل کنترل کنندة سرعت اصلی بکار می رود جائیکه E انرژی اکتواسیون می باشد در مورد کاربرد قانون آرینوس برای واکنشهای کاتالیستی که با عمل جذب سطحی همراه است توسط لایدلر بحث شده است .
با معرفی سرعت ، سرعت یک واکنش کاتالیستی در هر درجه حرارت که باشد با سرعت واکنش غیر کاتالیستی همگن متفاوت است . چگونگی تغییر یافتن واکنش سرعت واکنش توسط کاتالیست ، بوسیلة آبلا( به کمک دیاگرام انرژی پتانسیل (شکل 1 ) که جذب سطحی یا درون مرزی و جذب شیمیایی را درگیر می نماید ، شرح داده شده است . در شکل (1) ، Eh انرژی اکتیواسیون برای واکنش کاتالیز شده ، E1 و E3 انرژی های اکتیواسیون کوچک جذب و جدا شدن هستند . E2 انرژی اکتیواسیون برای واکنش کاتالیزه شده و انرژی جذب و جدا شده می باشند که می توانند حدود 0 – 000/100- cal تغییر کند .
بر آمدگیها اکسترمم ، جذب سطحی واندروا لسی را نشان می دهد و مقدار کوچکی است یک انرژی کوچک ناشی از اثر نفوذ پذیری را درگیر نماید .
پس می توان گفت یک کاتا لیست سرعت واکنش را با پایین آوردن انرژی اکتیواسیون و با تشکیل یک کمپلکس فعال شده ، افزایش می دهد .
شکل (1):
E2
پتانسیل F
c 2 e3 E 1 e1
واکنش
فاکتور مؤثر :
فاکتور مؤثر به صورت نسبت سرعت واکنش واقعی rp به سرعت واکنش برگشت ناپذیر ایده آل r معرفی شده است . سرعت واکنش واقعی همیشه کمتر از سرعت ایده آل است . همراه با اثرات انتقال جرم و حرارت واین نسبت اثر زیادی برای طراحی دارد و به صورت ریاضی :
فاکتور مؤثر می تواند با نفوذ پذیری مؤثر بدست آید . شروود و سائرفیلد این مقدار را مورد بررسی قرار دادند . همچنین ویلر معادله را بیان می کند که h پارا متر تیلی است که توسط توماس اتال معرفی گردیده است :
(7)
به طوریکه : Rl طول حفرة استوانه ای ، k1 ثابت سرعت ، 7 شعاع حفرة استوانه و D ضریب نفوذ ناپذیری می باشد .
برای کاتالیست کروی به صورت زیر بیان می شود :
به طوریکه : R شعاع کاتالیست کروی ، KV=K1SV ثابت سرعت در واحد حجم و De نفوذپذیری مؤثر بیان می شود.
برای اشکال دلخواه حفره ها توسط توماس اتال به صورت زیر داده شده است :
که در این رابطه PgPsبرابر با مساحت سطح در واحد حجم است و شکل حفره در این موارد بی اهمیت است . در مواقعیکه هیچ اثری از انتقال حرارت موجود نباشد ، نسبتی از سطح که برای واکنش در دسترس می باشد برابر است با :
(9)
و برای کاتالیستهای کروی نسبت به فرم سادة زیر داده می شود :
10= Fs=tan h/h
که در اینجا h ضریب تیلی است و Fs ممکن است به صورت ضریب مؤثر برای فرایند تک دما به کار برده شود . بنابراین می توان گفت :
rp/r=tanh/h=
این کاملاً واضح است که برای بدست آوردن یک سرعت صحیح در کار طراحی ، سرعت واکنش شیمیایی که مستقل از اثرات عاری از نفوذ حفره می باشد بایستی در ضریب مختص آن کاتالیست ضرب گردد .
واکنش کاتالیستی همگن و نا همگن :
واکنشهای کاتالیستی می توانند به صورت همگن و ناهمگن طبقه بندی شوند . هر دو این دسته ها شرایط و اثرات متفاوتی دارند . اگرچه اکثریت فرایندهای صنعتی به سیستمهای نا همگن مربوط می شوند . ناگفته نماند که مطالعة سیستمهای همگن می توانند راهنمای واکنشهای ناهمگن باشند . واکنشهای کاتالیستی کاتالیست و واکنشگرها را درگیر خود می کند تا محصول تولید نماید بدون اینکه در کاتالیست تغییری حاصل شود . هر دو سیستم همگن و نا همگن در زیر مجزا شده اند .
واکنش کاتالیستی همگن :
1- کاتالیست و اجزاء واکنشگرها و محصولات در حالت فیزیکی مشابه هستند و فقط در یک فاز باقی می مانند .
2- کاتالیست به طور یکنواخت در بین سیستم توزیع می شوند و تحرک کاتالیست مشابه دیگر اجزاء می باشد .
3- کاتالیست تحت تاثیر جرمش عمل می کند و ضربت سرعت متناسب با غلظت کاتالیست در سیستم می باشد .
واکنش کاتالیستی ناهمگن :
1-کاتالیست و اجزاء واکنشگرها و محصولات در حالت فیزیکی غیر یکسانی هستند و یا اگر در حالت فیزیکی مشابه باشند دارای فازهای متفاوتی هستند که توسط مرز فازی از هم جدا می شوند .
2-کاتالیست به طور یکنواخت در بین سیستم توزیع نشده است و تحرک کاتالیست با دیگر اجزاء سیستم متفاوت است .
3-کاتالیست با سطوحش عمل می کند و ضریب سرعت متناسب مساحت کاتالیست در معرض واکنش است که در واقع سرعت نفوذ واکنشگرها به سطوح کاتالیست و کنده شدن محصولات از سطوح کاتالیست می باشد .
حامل ها :
حامل مادة خنثی ای است که به صورت یک پایه برای کاتالیست به کار برده می شود . به طور کلی وقتی یک حامل ، سرعت واکنش را تغییر می دهد ، دیگر یک حامل نمی باشد . هین مان حاملها را به صورت یک ترکیب اصلی از کاتالیست که به صورت پایه نگهدارنده برای اجزاء فعال به کار می رود ، ولی خودش بر واکنش مورد نظر غیر فعال است ، تعریف کرده است . ولی یک موضوع را باید توجه داشت که یک حامل نقشهایی که یک کاتالیست مدیون حامل است بدین شرح است:
1- حاملها در واکنشهای کاتالیستی ناهمگن بکار برده می شوند چرا که سطح زیادی در این نوع سیستم لازم است و حاملها بهترین و ارزانترین جانشین برای فلزات گرانبها یی مثل پلاتین و پالادیم هستند .
2- حاملها بیشترین توزیع کاتالیست را فراهم می کنند .
3- حاملها پراکندگی و انتشار خوبی از کاتالیست را حفظ می کنند ، مانع تراکم توسط پدیدة سینترینگ می شوند و پایداری و عمر کاتالیست را افزایش می دهند .
4- حاملها با حفظ کردن مساحت زیاد ، از هدر رفتن فعالیت جلوگیری می کنند.
5- مساحت فعال زیاد ممکن است با کاهش در حساسیت نسبت به مسمومیت همراه باشد .
6- حاملها به پراکندگی حرارت موضعی کمک می کنند و مانع سینترینگ می گردند .
7- فعالیت کاتالیست بستگی به تعداد مراکز فعال و فاصله بین آنها دارد که می توانند به کمک حاملهای ویژه ای کنترل شوند .
برای انتخاب یک حامل بایستی خواص حاملها را در نظر کرفت :
الف ) خواص فیزیکی : مساحت آنها ، تخلخل ، گرمای ویژه ، هدایت گرمایی ، اندازة ذرات دانیته ، سختی ، قدرت تراکم و مقاومت در برابر سلیش ، خواص الکتریکی و پایداری از نظر حرارت .
ب ) خواص شیمیایی : ترکیب شیمیایی ، ساختمان ، حالت پراکندگی .
ج ) خواص کاتالیستی : خنثی بودن یا فعالیت کاتالیستی حامل ، طبیعت دوگانه حامل یا کاتالیست پایداری واکنش ، جذب سطحی ، توانایی برای تعویض اجزاء و ظرفیت اشباع حامل .
حاملها طبقه بندی خاصی ندارند ، از آنجائیکه طبیعت آنها و خواص شان به طور وسیعی فرق می کند و کاربردشان همیشه خاص واکنشهای ویژه بوده است ، انیس حاملها را بدین ترتیب طبقه بندی می کند .
1- بدون تخلخل با مساحت کم .
2- متخلخل با مساحت کم .
3- بدون تخلخل با مساحت زیاد .
4- متخلخل با مساحت زیاد .
5- نوع مختلط شامل مواد ژلاتینی ، سیمانی و مواد فیبری .
انواعی از حاملها در قرن اخیر به کار برده می شوند مثل : آذلبت ، سنگ خارا ، خاک چینی ، کربن فعال ، بوکیت .
پیش برنده ها :
پیش برنده ها را فعال کننده نیز ی نامند ، پیش برنده ها به کاتالیست اضافه می شوند تا واکنش کاتالتیسی را به جلو رانده و یا فعال کنند . انیس ، پیش برنده ها را در سیستم کاتالیستی به گونه ای تعریف می کند که در آن پیش برنده ها موادی هستند که در طول مدت تهیه شدن به کاتالیست اضافه می گردد (معمولاً کمتر از ده درصد ) . پیش برنده ها از خود فعالیت کمی دارند ولی در کل سیستم سهم زیادی در فعالیت بهتر پایدار و حسن