Образование кокса

Кокс образуется на катализаторе и, блокируя активные центры, снижает его активность тем в большей степени, чем больше его количество.

Наиболее вероятными реакциями образования кокса являются следующие:

а) перенос водорода:

циклоалкан + алкен ® ароматический углеводород + алкан ®

ароматический предшественник кокса + алкен ® кокс + алкан

б) реакции конденсации:

Образовавшиеся полициклические ароматические соединения способны вступать в дальнейшие реакции алкилирования и конденсации с превращением в более уплотненные высокомолекулярные углеводороды, а затем в кокс.

Кокс имеет полиароматическую структуру конденсированных циклов и образуется во всех каталитических процессах превращения углеводородов. Углеводороды с высокой степенью ненасыщенности и высокой молярной массой необратимо адсорбируются на поверхности катализатора. Постепенно все его активные центры закрываются коксом, что приводит к потере активности катализатора и необходимости его регенерации. При каталитическом крекинге индивидуальных углеводородов скорость коксообразования уменьшается в следующем порядке: бициклические ароматические углеводороды; моноциклические ароматические углеводороды; алкены, циклоалканы, алканы. Коксообразование на катализаторе растет с увеличением степени конверсии сырья, кислотности катализатора, длительности контакта с сырьем. Осаждение кокса на активных центрах катализатора отравляет его, и для очистки поверхности кокс выжигают горячим воздухом.

Являясь нежелательным продуктом крекинга, кокс, тем не менее, в определенных количествах необходим для поддержания теплового баланса в системе, так как его окисление в регенераторе протекает с выделением теплоты, компенсирующей поглощение энергии в реакторе процесса крекинга.

При регенерации катализатора имеют место следующие реакции окисления компонентов кокса с выделением теплоты (кДж/кг):

С + 0,5 О₂ ® СО + 10,269¸10,314

С + О₂ ® СО₂ + 33,927¸34,069

СО + 0,5 О₂ ® СО₂ + 23,258¸23,755

2Н + 0,5 О₂ ® Н₂О + 1210,043¸1210,252

S + О₂ ® SО₂ + 9,132¸9,222

Дата добавления: 2015-08-02