Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Синтез и свойства пентасила. (литературный обзор) 8
1.1. Синтез цеолитов с использованием органических соединений 8
1.2. Изоморфное замещение кремния в каркасе пентасила. 15
1.3. Катализаторы процессов нефтехимии на основе пентасилов 19
1.3.1. Катализаторы гидродепарафинизации 19
1.3.2. Катализаторы гидрооблагораживания вторичных бензинов 22
1.3.3. Катализаторы алкилирования бензола этиленом 24
1.3.4. Катализаторы превращения метанола в жидкие углеводороды 25
1.3.5. Ароматизация низших олефинов 28
Глава 2. Методы синтеза и исследования продуктов реакции цболитообразования 31
2.1. Способы синтеза порошкообразных и микросферических алюмо- и элементосиликатных пентасилов 31
2.2. Методы анализа 34
Глава 3. Закономерности образования порошкообразных цеолитов типа пентасил 38
3.1 Обоснование выбора кремнесодержащбго сырья для синтеза пентасилов 38
3.2. Разработка способа получения порошкообразного силикагеля 43
3.3. Изучение кинетических закономерностей процесса получения порошкообразного пентасила. 53
3.4. Физико-химические исследования процесса кристаллизации пентасилов 61
3.5. Выявление факторов, влияющих на дисперсный состав пентасилов 69
3.6. Синтез элементосиликатов типа пентасилов 77
Глава 4. Каталитические свойства пентасилов в реакциях лидродепарафинизации масел и ароматизации сг углеводородов 88
4.1. Изучение каталитических свойств пентасила в реакции гидродепарафинизации 88
4.2. Изучение активности и селективности кристаллических галлосиликатов в реакции ароматизации пропана и пропилена 91
4.3. Сопоставление активности и селективности действия галлосиликатов с различным содержанием галлия и алюминия в каркасе в реакции ароматизации пропана 102
Глава 5. Разработка методов синтеза цеолитов типа пентасил в виде микросферических поликристаллических сростков 106
5.1.Влияние условий получения аморфных микросферических силикатов и алюмосиликатов на свойства пентасила 106
5.2. Исследование влияния составов реакционных смесей и режима кристаллизации на свойства микросферического пентасила . 108
5.3. Разработка принципиальной технологической схемы и основных технических решений, положенных в основу процесса. 114
Выводы 125
Список литературы
- Катализаторы процессов нефтехимии на основе пентасилов
- Разработка способа получения порошкообразного силикагеля
- Изучение активности и селективности кристаллических галлосиликатов в реакции ароматизации пропана и пропилена
- Исследование влияния составов реакционных смесей и режима кристаллизации на свойства микросферического пентасила
Введение к работе
В современной науке и технике широкое распространение получили синтетические цеолиты как катализаторы и адсорбенты. Применение цеолит-содержащих катализаторов и адсорбентов для создания новых и коренного улучшения существующих процессов является одним из путей научно-технического прогресса во многих отраслях народного хозяйства и, прежде всего в нефтепереработке и нефтехимии.
Широкие возможности разработки новых высокоэффективных катализаторов и адсорбентов для различных процессов нефтепереработки и нефтехимии появились в последние годы в связи с освоением синтеза высококремнеземных цеолитов типа пентасилов. Интерес к этому семейству цеолитов обусловлен их уникальными адсорбционными и каталитическими свойствами. Благодаря высокому содержанию кремния эти цеолиты отличаются высокой термической и термопаровой стабильностью, гидрофобностью, высокой селективностью к превращению углеводородов нормального и слабораз-ветвленного строения. Их применение перспективно в процессах крекинга, селективного гидрокрекинга, изомеризации, алкилирования, ароматизации при переработке массового высокопарафинисгого сырья. Особенно важна роль пентасилов в развитии процессов получения моторных топлив из ненефтяного сырья метанола и синтез-газа, процессов прямого превращения метана в высшие углеводороды, утилизации углеводородных стоков и газообразных выбросов нефтеперерабатывающих заводов, гидродепарафиниза-ции масел, ароматизации пропана и пропилена.
В связи с этим, исследования по синтезу новых алюмосиликатных и элементосиликатных пентасилов, изучению их физико-химических и каталитических свойств, разработке бессточных энергосберегающих технологий их производства, перспективных цеолитсодержащих каталитических систем весьма актуальны.
Настоящая работа является целенаправленным исследованием по изучению физико-химических закономерностей образования, разработке новых методов синтеза порошкообразных, гранулированных алюмо- и элементоси-ликатных пентасилов и рассмотрению их каталитических свойств в реакции гидродепарафинизации масел и ароматизации пропана и пропилена.
В диссертации приведены результаты исследований и на их основе разработаны методы синтеза мелкодисперсного кристаллического алюмосиликата, Fe-, В-, Ga- силикатов и Fe-, В-, Ga-алюмосиликатов со структурой пентасила Изучены зависимости фазового и дисперсного состава продуктов кристаллизации от природы силикатного сырья, органического темплата, кристаллической затравки, температуры и продолжительности процесса. При этом всесторонне рассмотрены факторы, влияющие на кинетику процесса и дисперсный состав цеолита. Разработан способ получения и технология приготовления микросферического цеолита типа пентасил в виде поликристаллических сростков. Исследованы каталитические свойства синтезированных пентасилов в реакции депарафинизации масел и ароматизации пропана и пропилена При этом впервые изучено влияние дисперсного состава алюмо-силикатного пентасила на свойства катализатора гидродепарафинизации масел и сопоставлены свойства алюмо-, галло- и галлоалюмосиликатов, полученных прямым синтезом, в реакции ароматизации пропана и пропилена.
Решение поставленных в диссертационной работе задач, имеющих не только научное, но и практическое значение, позволило выбрать оптимальные условия синтеза порошкообразных, микросферических алюмо- и элемен-тосиликатов типа пентасил и разработать на их основе высокоэффективные каталитические системы. Разработана и опробована в опытно-промышленных условиях технология получения микросферического пентасила в виде поликристаллических сростков, обладающего 100 % степенью кристалличности, адсорбционной емкостью по парам н-гептана равной 0,15-0,17 см3/г и механической прочностью на уровне микросферических катализаторов крекинга
Данные представленной диссертации являются частью исследований по разработке методов синтеза, изучению физико-химических, каталитических свойств и опытно-промышленного внедрения технологии получения пентасила, проведенных в Грозненском нефтяном научно-исследовательском институте (Гроз НИИ) в 1989-1991 годах, на Ипшмбайском спецхимзаводе катализаторов и Институте нефтехимии катализа АН РБ в 1993-1999 годах.
Диссертационная работа состоит из введения, пяти основных глав, выводов, списка используемой литературы и приложения.
В литературном обзоре - первой главе критически проанализированы основные работы, характеризующие современное состояние в области изучения синтеза и физико-химических свойств алюмо- и элементосиликатных пентасилов. Рассмотрены ныне известные катализаторы процессов нефтехимии и нефтепереработки на основе пентасилов. Показано, что физико-химические закономерности образования, зависимость фазового и дисперсного состава продуктов кристаллизации от природы силикатного сырья, органического темплата, затравки, интенсивности перемешивания, температуры и продолжительности процесса, введения промотирующих элементов в структуру пентасила изучены недостаточно.
В литературе отсутствуют данные о влиянии вышеперечисленных факторов на свойства пентасилсодержащих систем - катализаторов процессов гидродепарафинизации масел и ароматизации пропана и пропилена. До настоящего времени не разработан метод синтеза и технология получения микросферического пентасила в виде поликристаллических сростков.
Во второй главе дана краткая характеристика способа получения порошкообразного, микросферического алюмо- и элементосиликатных пентасилов и исследования их физико-химических и каталитических свойств.
В третьей-пятой главах представлены и проанализированы полученные экспериментальные данные.
Автор диссертации сердечно благодарит за помощь при выполнении работы и обсуждении результатов научного руководителя кандидата химических наук, старшего научного сотрудника Павлова М. Л. и научного консультанта доктора химических наук, профессора, члена-корреспондента РАН Джемилева У. М.
Катализаторы процессов нефтехимии на основе пентасилов
В США фирмой «Mobil Oil» разработан процесс каталитической депарафинизации масел из прямогонных фракций и рафинатов [78]. Процесс получил название MLDW, осуществляют его при температуре 300-430 С, давлении 2-Ю МПа, объемной скорости по сырью 0,5-2 ч и циркуляции водо-родсодержащего газа 1500-1800 м3/ м3 сырья. Выход базовых масел - моторных, трансформаторных, индустриальных составляет 80-87 % масс, а их качество близко к качеству масел, получаемых методом низкотемпературной депарафинизации растворителями. Первая промышленная установка MLDW [79] и MDDW [80] работает с 1978 года на базе существующей установки гидроочистки на НПЗ фирмы «Мобил Ойл» во Франции, при этом температура застывания масла снижается на от 2-9 С до-46 С.
Катализатор для получения смазочных масел с высоким индексом вязкости и низкой температурой застывания, разработанный фирмой «Мобил Ойл» содержит Pt-Pd-высококремнеземный цеолит и оксид алюминия [81].
На НПЗ фирмы «Мобил Ойл» в ФРГ эксплуатируется установка гидро-депарафинизации тяжелого газойля мощностью 600 тыс. т/год на катализаторах, содержащих цеолиты ZSM -5,11 [82].
В Италии на заводе фирмы «Галф Ойл Ко» эксплуатируется процесс гидродепарафинизации и MDDW с применением катализатора на основе вы-сококремнеземного цеолита производительностью 1910 м /сутки по вакуумному газойлю [83].
В целом процесс каталитической депарафинизации является весьма перспективным, но пока недостаточно распространенным. Одной из причин является монополия фирмы «Мобил Ойл» в области синтеза высококремнеземных цеолитов и катализаторов на их основе. С другой стороны, известно, что многие фирмы пытаются создать свои катализаторы. Но, как правило, эти катализаторы уступают катализаторам фирмы «Мобил Ойл».
В России ВНИИ НП разработал катализатор СГК-1 и процесс гидродепарафинизации с целью получения трансформаторного масла [83]. Процесс осуществлен в опытно-промышленном масштабе, выработка катализатора производится на катализаторном производстве Ангарского НПЗ.
В Гроз НИИ разработан катализатор гидродепарафинизации масляных фракций КДМ-1, представляющий собой алюмобицеолитную композицию с добавкой никеля и молибдена [84].Опытная партия катализатора была выработана на Новокуйбышевском заводе катализаторов. Процесс депарафинизации осуществлен в опытно-промышленном масштабе на двух НПЗ в г. г. Волгограде и Грозном. Процесс в Волгограде проходил в режиме гидрооблагораживания -гидродепарафинизации в реакторе с загрузкой двух катализаторов: ГМ-85 и КДМ-1 и позволил получить компоненты индустриальных масел с температурой застывания - 20 С и индексом вязкости -94.
В г. Грозном сырьем процесса являлись рафинаты после селективной очистки (фракция 270-420 С), и при температуре 380 С, давлении ЗМпа, объемной скорости 1,5 часа"1 был получен катализат с температурой застывания - 40-45 С. В табл. 1.3.1. приведена сопоставительная оценка свойств отечественных катализаторов гидродепарафинизации масляных фракций.
Таким образом, переход к бицеолитной каталитической системе позволил значительно повысить качество получаемого масла Но при разработке технологии получения катализатора не учитывалась возможность варьирования дисперсного состава пентасила Хотя опыт синтеза других катализаторов нефтепереработки однозначно свидетельствует о существенном влиянии дисперсного состава цеолитов на свойства катализаторов.
Разработка способа получения порошкообразного силикагеля
Известны два способа получения силикагеля: через стадию золеобразо-вания с последующей коагуляцией в гель и через коагель [120-124]. Золи кремнезема, как правило, образуются при взаимодействии раствора силиката натрия с кислотами. Коагели получают при взаимодействии щелочного силиката с легко гидролизующимися аммонийными солями сильных кислот.
Механизм образования силикагеля через коагель можно представить как взаимодействие силиката натрия с солью аммония с образованием промежуточного соединения - смешанного силиката аммония - натрия, которое гидролизуется, образуя молекулы кремниевой кислоты, конденсирующиеся в глобулы силикагеля. В этом процессе скорость гидролиза мала, поэтому образующийся коагель содержит определенное количество негидролизованного силиката натрия. Скорость второй стадии процесса - конденсации и обезвоживания велика, поэтому образование золя не имеет места в данном случае. При получении силикагеля через золь, напротив, стадия гидролиза протекает очень быстро, а конденсация - медленно [123]. Были проверены оба варианта получения силикагелей. Результаты исследований по синтезу силикагелей через стадию золеобразования представлены в таблице 3.2.1.
В проведенных опытах изменяли рН золя за счет изменения соотношения растворов кислоты и силиката натрия и их концентраций. Анализ полученных данных показывает, что с уменьшением рН золя снижается содержание натрия в промытом кремнегеле. Однако, скорость промывки и фильтрации при этом также уменьшается. Уменьшение концентрации исходных растворов приводит к некоторому увеличению времени коагуляции. Следует отметить, что применение серной и азотной кислот дает, примерно, одинаковый результат. Рассматривая их, можно сделать вывод, что данный метод не удовлетворяет требованиям получения силикагеля, пригодного для синтеза пентасила: 1. не получен силикагель с содержанием оксида натрия менее 1 % масс.; 2. низкие скорости промывки и фильтрации кремнегеля; 3. пониженное содержание сухого вещества в отжатой лепешке кремнегеля; Кроме того работа с быстро коагулирующими золями довольна затруднительна, она оправдана только в случае получения шарикового силикагеля.
При отработке метода получения силикагеля через коагель за основу был взят способ получения кремнезема при производстве цеолита типа NaY кремнеземно - силикатным методом [125], согласно которому к раствору нитрата аммония добавляют при перемешивании раствор силиката натрия в количестве соответствующем стехиометрии процесса Получаемый при этом кремнегель содержит 4-8 % масс, оксида натрия и применяется для синтеза цеолита в виде влажной лепешки. Для использования такого кремнегеля при синтезе пентасила необходимо было разработать технологические приемы снижения содержания оксида натрия, а также получения мелкодисперсного порошка силикагеля.
С целью снижения содержания оксида натрия в кремнеземе увеличивали отношение NH4+/Na+ в смеси от 1 до 1,6 (таблица 3.2.2., опыты 1-4). Увеличение расхода нитрата аммония в 1,6 раза привело к снижению содержания оксида натрия до 2,2 % масс, (рис.3.2.1.). Для дальнейшего снижения содержания оксида натрия до 1 % масс, был применен прием обработки суспензии осажденного кремнегеля азотной кислотой. Приведенные в таблице 3.2.2. и на рис. 3.2.2. данные показывают, что кремнезем с требуемым содержанием оксида натрия можно получить при нейтрализации суспензии до рН равной 6,5 и ниже. Расход азотной кислоты составляет 0,6-0,8 эквивалентов на эквивалент оксида натрия. Основное количество азотной кислоты затрачивается на нейтрализацию растворенного аммиака Содержание его в стоках в зависимости от рН нейтрализации уменьшается до величины 1,2 % масс, и менее в расчете от взятого нитрата аммония. Снижение содержания оксида натрия происходит, вероятно, за счет обмена адсорбированных катионов натрия на ионы водорода, а также в результате дальнейшего гидролиза не прореагировавшего оксида натрия.
Происходящие процессы можно схематически описать следующими химическими реакциями: NH4OH + HN03 - NR.N03 + Н20 ; Na+ + HNO3 - Н+ + NaN03; Na2Si03 + 2 HNO3 - SiO + 2 NaN03 + H20;
Следует отметить, что в результате обработки суспензии азотной кислотой в 1,5-3 раза уменьшалось содержание растворенного кремнезема в фильтрате и промывной воде, что свидетельствует о более полном гидролизе не прореагировавшего силиката натрия. Скорость фильтрации в проведенных опытах изменялась от 500 до 5000 л/ м2 час, скорость промывки от 200 до 2000 л/ м2 час. Увеличение отношения NH4+/Na+ до 1,6 как и уменьшение рН при нейтрализации кремнегеля азотной кислотой приводит к снижению скоростей фильтрации и промывки. Увеличение расхода воды от 10 до 30 мл на грамм кремнезема приводит к снижению содержания оксида натрия в сили-кагеле на 0,1 % масс, (опыты 6 и 13). С целью уменьшения объема стоков нецелесообразно использовать более 20 мл промывной воды на грамм кремнезема. Полученные осадки кремнезема содержали 18 - 25% масс, сухого вещества
Изучение активности и селективности кристаллических галлосиликатов в реакции ароматизации пропана и пропилена
Анализ состава ароматических продуктов превращения пропана на ГС и АС показал, что в присутствии ГС заметно выше содержание бензола и существенно ниже содержание алкилбензолов состава С8 (табл. 4.2.3.) Так, например, наГ образце ТС-ТтЩ/550 С доЗиГбёнзолгГв жидкихГп дуктах гоставляегГ44% масс, а на АС-2 в тех же условиях - 24 %. Распределение АрУ зависит от содержания Ga в ГС. При увеличении концентрации оксида галлия от 6,5 до 13 % масс, выход бензола снижается, хотя и остается в 2 раза выше, чем на АС. При этом заметно возрастает выход алкилбензолов состава С8 и нафталинов.
Таким образом, изоморфное замещение алюминия галлием в решетке пентасила вызывает значительное увеличение выхода АрУ (в частности бензола). К аналогичному выводу приводят данные, полученные в опытах с пропиленом в присутствии ГС и АС с близким соотношением Si/Me. Известно [141, 142], что на декатионированных АС с различным отношением Si/Al низшие олефины с высоким выходом превращаются в алифатические и ароматические углеводороды. При 320 С образуются сложные смеси алифатических углеводородов Сб-Сіо, представляющие собой высокооктановое моторное топливо. При 450-500 С преобладает ароматизация олефинов.
На рис. 4.2.1. показано, как по мере повышения температуры изменяется суммарный выход жидких продуктов превращения пропилена и выход АрУ на ГС-2, ГС-3 и АС-2. На этом же графике приведены значения конверсии пропилена, которая в выбранных условиях была близка к 100 % масс. Изменение концентрации Ga не влияет на активность ГС - экспериментальные точки для образцов с различным отношением Si/Ga практически совпадают. Такая закономерность наблюдалась ранее и для превращений низших олефинов на АС различного состава [144]. При 320 С выход жидких продуктов на ГС ниже, чем на АС (66,9 и 77,8 % соответственно), однако выход АрУ и, следовательно, SAP на ГС выше. Это преимущество ГС сохраняют и при более высокой температуре, когда в жидких продуктах преобладают АрУ. При 500 С на ГС величина SAP - 55 %,а на АС - 43 %. Таким образом в превращениях пропилена, также как и в ароматизации пропана, ГС более селективны в отношении образования АрУ, чем немодифицированные АС в водородной форме. Изменение каталитических свойств пентасилов при замещении алюминия галлием связано с изменением кислотности галлосиликатов, что подтверждается результатами исследования образцов на различных стадиях каталитического превращения методами ИК-спектроскопии диффузного рассеяния. На рис. 4.2.2. приведены ИК-спектры образцов ГС разного состава в области колебаний гидроксильных групп, включающие три полосы поглощения: при 3740, 3618, 3300 см"1. Полоса поглощения при3740 см"1 относится к колебаниям ОН-групп на внешней поверхности цеолитов, а полоса поглощения при3618 см 1 - к колебаниям мости ковых групп Si-O-Ga [143,144].
На основании величин сдвигов частот колебаний групп ОН (v он) после адсорбции слабоосновных молекул пропана на ГС и AC (v он 90 и 110 см"1) был сделан вывод о менее сильной кислотности мостиковых гидроксилов ГС по сравнению с АС [144]. Широкая полоса при 3300 см"1 соответствует, по-видимому, мостиковым гидроксилам, образующим водородную связь с атомами кислорода решетки. Интенсивность полос поглощения при 3618 см 1 и 3300 см"1 возрастает по мере повышения концентрации галлия и, соответственно, увеличения количества мостиковых ОН групп.
После проведения реакции ароматизации пропана и последующей регенерации интенсивность полос поглощения при 3618 и 3300 см 1 уменьшается (рис. 4.2.2. а,б), что свидетельствует о снижении концентрации мостиковых гидроксильных групп. Особенно значительные изменения наблюдались для образца ГС-3, содержащего наибольшее количество галлия. По-видимому, стабильность гидроксильного покрова ГС снижается с ростом концентрации галлия. Помимо уменьшения интенсивности полос поглощения, соответствующих мостиковым группам ОН, после проведения циклов « реакция - регенерация » в спектрах появляется полоса при 3660 см"1, которая по данным [144], относится к гидроксилам, связанным с внерешеточными ионами галлия. Интенсивность этой полосы поглощения возрастает с увеличением числа регенераций от одного до трех симбатно повышению активности и селективности ГС в реакции ароматизации пропана. Кислотность групп ОН, связанных с внекаркасным галлием, существенно ниже кислотности мостиковых гидроксилов.
В спектрах водорода, адсорбированного на ГС, наблюдаются полосы поглощения при 4060 и 4110 см 1, а также плечо при 4030 см"1 (4.2.3. а). Линия при 4110 см"1 относится к комплексам водорода с гидроксильными группами [117], а полоса поглощения при 4060 см"1 - к комплексам водорода с электронноакцепторными центрами, включающими внерешеточные ионы галлия [144]. Плечо при 4030 см"1 соответствует льюисовским центрам второго типа - решеточным атомам галлия [144]. После проведения циклов «реакция-регенерация» интенсивность полос поглощения при 4060 см"1 заметно увеличивается. Это означает, что окислительная обработка ГС после проведения реакции способствует выходу части ионов галлия из каркаса.
Исследование влияния составов реакционных смесей и режима кристаллизации на свойства микросферического пентасила
На основании лабораторных и пилотных исследований были разработаны: 1. принципиальная технологическая схема процесса получения микросферического пентасила в виде поликристаллических сростков; 2. определены основные технологические параметры процесса (табл. 5.3.1.); 3. рассчитан материальный баланс (табл. 5.3.2.)
В таблице 5.3.3. приведены свойства микросферического пентасила, выпущенного в опытно-промышленных условиях в ходе наработки опытной партии в количестве 5 тонн. На рис. 5.3.1. приведена принципиальная технологическая схема установки по производству микросферического пентасила в виде поликристаллических сростков.
Раствор силиката натрия с сырьевого блока поступает в емкости, поз. Е-201/1,2, где разбавляется водой до рабочей концентрации. Крепкая серная кислота, также с сырьевого блока, направляется в мешалку, поз. М-201, в которую предусмотрена подача воды для приготовления рабочего раствора кислоты. Тепло, выделяющееся при разбавлении, снимается за счет циркуляции через рубашку мешалки оборотной воды.
Рабочие растворы силиката натрия и серной кислоты насосами-дозаторами, поз. Н-201/1,2, Н-202/1,2 в необходимом соотношении подаются на смешение в мешалку поз. М-202, в которой при интенсивном перемешивании образуется кремнезоль. Кремнезоль непрерывно, самотеком поступает в мешалку, поз. М-203. В рубашки мешалок поз. М-202, 203 предусмотрена подача оборотной воды для охлаждения кремнезоля. Кремнезоль насосом поз. Н-203/1,2 откачивается в буферную мешалку распылительной сушилки, поз. М-204 и далее насосом, поз. Н-204/1,2 подается на распыление. Распыление кремнезоля осуществляется в распылительной сушилке с центробежным распылителем, поз. РС-201. Обра зо вавшаяся при сушке парогазовая смесь вместе с микросферическим ксероге-лем удаляется из сушильной камеры.
Основная часть ксерогеля выходит через нижний штуцер, а из верхней части конуса сушильной камеры парогазовая смесь вместе с мелкой фракцией ксерогеля поступает в циклоны, поз. Ц-201.В них происходит отделение микросферы от паров воды и дымовых газов. Микросферический ксерогель снизу сушильной камеры и его мелкая фракция из циклонов, попадает в линию пневмотранспорта. По линии пневмотранспорта ксерогель направляется в загрузочный циклон, поз. М-205. В мешалку поз. М-205 предусмотрена подача горячей воды для отмывки ксерогеля от сульфата натрия. Суспензия ксерогеля в растворе сульфата натрия откачивается насосом Н-205/1,2 на фильтр-пресс ФПАКМ, поз. Ф-201/1,2, где промывается горячей водой. Промывные воды -раствор сульфата натрия (сток № 1) направляются на блок переработки сточных вод. Отмытая лепешка со ФПАКМ, поз. Ф-201/1,2 направляется в шнековую сушилку с паровым подогревом, поз. С-201/1,2. Из сушилки микросферический ксерогель поступает в бункер, С-202 прокалочного аппарата, оборудованный перемешивающим устройством. Прокалка ксерогеля осуществляется во вращающейся, бесконтактной прокалочной печи, поз. П-202. Теплоноситель -дымовые газы подаются в рубашку аппарата. Возможна ( на схеме не показана ) рециркуляция части дымовых газов в топку поз. П-203. Для отдувки, выделяющихся при прокалке водяных паров, в прокалочный аппарат предусмотрена подача дымовых газов. Смесь дымовых газов и водяных паров проходит через циклон, поз. Ц-203, в котором отделяется уносимая мелкая фракция ксерогеля. Основная часть прокаленного ксерогеля выгружается из прокалочного аппарата, поз. П-202, смешивается с мелкой фракцией прокаленного ксерогеля из циклона, поз. Ц-203 и направляется в бункер-холодильник, поз. Т-201. В бункере-холодильнике за счет подачи холодного воздуха через трубки, погруженные в слой ксерогеля ,происходит охлаждение продукта. Охлажденный ксерогель по линии пневмотранспорта направляется в загрузочный циклон, поз. Ц-204 установленный над бункером - мерником ксерогеля, поз. Е-203 предназначенного для дозировки ксерогеля, подаваемого на кристаллизацию. Кристаллизация микросферического ксерогеля осуществляется в мешалках - кристаллизаторах, поз. М-206/1-4. Для приготовления реакционной смеси в кристаллизаторы подаются следующие растворы из мерников: -поз. Е-204 - вода; -поз. Е-205 - алюминат натрия; -поз. Е-206 - моноэтаноламин; -поз. Е-207/1,2 - маточный раствор (возвратный); - необходимое количество гидроксида натрия дозируется переносным мерником.
Нагрев осуществляется подачей в змеевик водяного пара. Кристаллизация микросферического пентасила происходит при температуре 150-200 С. Охлаждение ведется оборотной водой, подаваемой в рубашку кристаллизатора. Суспензия микросферического цеолита в маточном растворе откачивается насосом Н-206/1,2 на фильтр ФПАКМ, поз. Ф-202/1,2. Маточный раствор собирается в мернике, поз. Е-207/1,2 откуда поступает на приготовление реакционной смеси. На фильтрах производится отмывка цеолита от избытка щелочи и моноэтано-ламина (МЭА) за счет подачи промывной воды на фильтр. Промывные воды собираются в емкости, поз. Е-208, а затем насосом поз. Н-207/1,2 откачиваются на термическое обезвреживание -«сжигание» в специальную печь (на схеме не показана).
Отмытая лепешка цеолита с фильтра поз. Ф-202/1,2 направляется в шнековую сушилку с паровым подогревом, поз. С-203/1,2. Из сушилки микросферический цеолит поступает в бункер, поз. С-204 прокалочного аппарата, оборудованного перемешивающим устройством.
Сухой цеолит из бункера поз. С-204 поступает во вращающуюся, бесконтактную, барабанную прокалочную печь, поз. П-204. Теплоноситель - дымовые газы полаются в рубашку аппарата Возможна (на схеме не показана) рециркуляция части дымовых газов в топку, поз. П-205.
В эту же печь направляются и отсосы паровоздушной смеси, содержащие МЭА, из сушилок, поз С-203/1,2 и бункера, поз. С-204. Для сжигания моноэта-ноламина с регулированием температуры прокалки цеолита в прокалочный аппарат, поз П-204 подаются в регулируемых количествах дымовые газы и воздух. Смесь дымовых газов и водяных паров проходит через циклон поз. Ц-205, в котором отделяется уносимая мелкая фракция цеолита Основная часть прокаленного микросферического пентасила в виде поликристаллических сростков без связующего выгружается из прокалочного аппарата, поз. П-204, смешивается с прокаленной мелкой фракцией цеолита из циклона, поз Ц-205 и направляется в бункер-холодильник, поз. Т-202. В бункере-холодильнике за счет подачи холодного воздуха через трубки, погруженные в слой цеолита, происходит охлаждение продукта. Охлажденный микросферический пентасил по линии пневмотранспорта направляется на узел затарки готового продукта, где загружается в металлические бочки и далее вывозится на склад готовой продукции.
