На материале статьи Флоранс Пентро и Тодда Беркса, Evonik Catalysts, www.digitalrefining.com
Что касается безопасности процесса: мы знаем, что олефины крайне реакционноспособный материал. При адсорбции олефинов на твердом материале может выделяться огромное количества тепла (теплоты адсорбции). Представим практический случай: есть сосуд при нормальной температуре, загруженный адсорбентом, в сосуд подается пропилен, пропилен адсорбируется на поверхности адсорбента, а так как такая адсорбция – реакция экзотермическая, то выделяется немного тепла, и реактор немного нагревается. Для многих других материалов это не представляет какого-либо риска, но реактивные олефины при повышенной температуре начинают олигомеризацию и образование маленьких цепочек. Реакция олигомеризации тоже является экзотермической, поэтому температура в реакторе поднимется еще немного, и при этой еще немного повышенной температуре начнется полимеризация пропилена, а так как полимеризация – тоже экзотермическая реакция, то начнется цепная реакция, которую трудно остановить. Самое нежелательное развитие событий – реактор взрывается, и пропилен воспламеняется. К счастью, обычно такого не происходит. В большинстве случаев, реактор открывается на факел, изолируется от других процессов и продувается азотом. В таком случае возникает вопрос о надежности процесса, так как мы вынуждены выключить все системы, а это занимает много времени. А в реакторе вместо твердого адсорбента со свободно идущим через него пропиленом мы имеем адсорбент, насыщенный полипропиленом, сплавившийся в комки. Приходится удалять этот некондиционный адсорбент, а это занимает много времени. Это уже не вопрос безопасности процесса, а вопрос его надежности. Когда достигается точка, в которой происходит полимеризация, уже слишком поздно останавливать реакцию. Остановка реакции на стадии олигомеризации проводится на заводах и называется этапом предварительной нагрузки. Во время этапа предварительной нагрузки олефины медленно добавляются в газ регенерации, при этом тщательно контролируя адсорбцию и выделение тепла. Можно наблюдать крайне ограниченный подъём температуры, и процесс не достигает упомянутой выше цепной реакции, но этап предварительной нагрузки очень медленный и в любом случае опасный, так как если что-то пойдёт не так, как нужно, то оператор реактора вернется к опасной ситуации, представленной выше. Если вы применяете адсорбент с низким уровнем выделения тепла или низкой экзотермичностью, то удастся остановить цепную реакцию еще на её первой стадии. Мы не рекомендуем проводить этап предварительной нагрузки, а использовать адсорбент, обладающий низкой экзотермичностью.
Промотированный активированный оксид алюминия обладает низким уровнем теплоты адсорбции и не требует какого-либо этапа предварительной нагрузки. Если необходимо удалить кислые газы, можно применять алюмооксидный адсорбент и не иметь риска экзотермы или сильного выделения тепла и не проводить этап предварительной нагрузки. Если необходимо удалять воду, то можно применять молекулярные сита с маленькими ячейками. В этом случае рисков тоже нет, так как диаметр пор так мал, что пропилен не может войти в них. Но что если нужно удалить полярные органические соединения и нет другого решения, кроме как использовать молекулярные сита с крупным диаметром пор? Тогда появятся проблемы, так как поры достаточно велики, чтобы пропилен вошел в них и был адсорбирован. Это может привести к очень сильному выделению тепла, поэтому этап предварительной нагрузки абсолютно необходим. Если мы обратим внимание на сказанное выше, то увидим, что промотированный оксид алюминия может то, чего не могут молекулярные сита с крупным диаметром пор, и наоборот. Так что если просто смешать оба эти материалы и попробовать найти продукт, который будет обладать достоинствами обоих при отсутствии недостатков. Это то, что называется гибридными адсорбентами. Конечно, всё несколько сложнее, чем просто смешать два компонента вместе, необходимо много лабораторной и исследовательской работы, но идея такова – найти нужный рецепт, правильное соотношение между оксидом алюминия и молекулярным ситом с крупным диаметром пор, и создать адсорбент, который сможет эффективно удалять полярные органические соединения, воду и кислые газы, при этом выделяя малое количество тепла адсорбции.
Компания ОптимЛайн разработала именно такое адсорбент:
DynOL AX-700
DynOL AX-700 – промотированный, сферический, специализированный адсорбент из композиции оксида алюминия и цеолита, обладающий низкой реактивностью. Он предназначен для удаления H2S, COS, CO2, метанола, оксигенатов, азотистых оснований, воды и меркаптанов из жидких и газообразных технологических потоков.
DynOL AX-700 может применяться для очистки олефинов. Также может применяться для очистки пропана, СУГ и других углеводородов. Своей превосходной производительностью адсорбент обязан сложному производственному процессу, который позволяет адсорбенту защищать катализатор ниже по потоку, при этом удаляя широкий спектр следовых примесей.
DynOL AX-700 обладает очень низкой реактивностью, поэтому для него не нужен этап предварительной нагрузки.
Что касается безопасности процесса: мы знаем, что олефины крайне реакционноспособный материал. При адсорбции олефинов на твердом материале может выделяться огромное количества тепла (теплоты адсорбции). Представим практический случай: есть сосуд при нормальной температуре, загруженный адсорбентом, в сосуд подается пропилен, пропилен адсорбируется на поверхности адсорбента, а так как такая адсорбция – реакция экзотермическая, то выделяется немного тепла, и реактор немного нагревается. Для многих других материалов это не представляет какого-либо риска, но реактивные олефины при повышенной температуре начинают олигомеризацию и образование маленьких цепочек. Реакция олигомеризации тоже является экзотермической, поэтому температура в реакторе поднимется еще немного, и при этой еще немного повышенной температуре начнется полимеризация пропилена, а так как полимеризация – тоже экзотермическая реакция, то начнется цепная реакция, которую трудно остановить. Самое нежелательное развитие событий – реактор взрывается, и пропилен воспламеняется. К счастью, обычно такого не происходит. В большинстве случаев, реактор открывается на факел, изолируется от других процессов и продувается азотом. В таком случае возникает вопрос о надежности процесса, так как мы вынуждены выключить все системы, а это занимает много времени. А в реакторе вместо твердого адсорбента со свободно идущим через него пропиленом мы имеем адсорбент, насыщенный полипропиленом, сплавившийся в комки. Приходится удалять этот некондиционный адсорбент, а это занимает много времени. Это уже не вопрос безопасности процесса, а вопрос его надежности. Когда достигается точка, в которой происходит полимеризация, уже слишком поздно останавливать реакцию. Остановка реакции на стадии олигомеризации проводится на заводах и называется этапом предварительной нагрузки. Во время этапа предварительной нагрузки олефины медленно добавляются в газ регенерации, при этом тщательно контролируя адсорбцию и выделение тепла. Можно наблюдать крайне ограниченный подъём температуры, и процесс не достигает упомянутой выше цепной реакции, но этап предварительной нагрузки очень медленный и в любом случае опасный, так как если что-то пойдёт не так, как нужно, то оператор реактора вернется к опасной ситуации, представленной выше. Если вы применяете адсорбент с низким уровнем выделения тепла или низкой экзотермичностью, то удастся остановить цепную реакцию еще на её первой стадии. Мы не рекомендуем проводить этап предварительной нагрузки, а использовать адсорбент, обладающий низкой экзотермичностью.
Промотированный активированный оксид алюминия обладает низким уровнем теплоты адсорбции и не требует какого-либо этапа предварительной нагрузки. Если необходимо удалить кислые газы, можно применять алюмооксидный адсорбент и не иметь риска экзотермы или сильного выделения тепла и не проводить этап предварительной нагрузки. Если необходимо удалять воду, то можно применять молекулярные сита с маленькими ячейками. В этом случае рисков тоже нет, так как диаметр пор так мал, что пропилен не может войти в них. Но что если нужно удалить полярные органические соединения и нет другого решения, кроме как использовать молекулярные сита с крупным диаметром пор? Тогда появятся проблемы, так как поры достаточно велики, чтобы пропилен вошел в них и был адсорбирован. Это может привести к очень сильному выделению тепла, поэтому этап предварительной нагрузки абсолютно необходим. Если мы обратим внимание на сказанное выше, то увидим, что промотированный оксид алюминия может то, чего не могут молекулярные сита с крупным диаметром пор, и наоборот. Так что если просто смешать оба эти материалы и попробовать найти продукт, который будет обладать достоинствами обоих при отсутствии недостатков. Это то, что называется гибридными адсорбентами. Конечно, всё несколько сложнее, чем просто смешать два компонента вместе, необходимо много лабораторной и исследовательской работы, но идея такова – найти нужный рецепт, правильное соотношение между оксидом алюминия и молекулярным ситом с крупным диаметром пор, и создать адсорбент, который сможет эффективно удалять полярные органические соединения, воду и кислые газы, при этом выделяя малое количество тепла адсорбции.
Компания ОптимЛайн разработала именно такое адсорбент:
DynOL AX-700
DynOL AX-700 – промотированный, сферический, специализированный адсорбент из композиции оксида алюминия и цеолита, обладающий низкой реактивностью. Он предназначен для удаления H2S, COS, CO2, метанола, оксигенатов, азотистых оснований, воды и меркаптанов из жидких и газообразных технологических потоков.
DynOL AX-700 может применяться для очистки олефинов. Также может применяться для очистки пропана, СУГ и других углеводородов. Своей превосходной производительностью адсорбент обязан сложному производственному процессу, который позволяет адсорбенту защищать катализатор ниже по потоку, при этом удаляя широкий спектр следовых примесей.
DynOL AX-700 обладает очень низкой реактивностью, поэтому для него не нужен этап предварительной нагрузки.