احیاء نفت كاتالیست

دسته: نفت و پتروشیمی
بازدید: 91 بار
فرمت فایل: docx
حجم فایل: 854 کیلوبایت
تعداد صفحات فایل: 82

كاتالیست یك قاعده خیلی اساسی در تولید و انتقال سوختها و مواد شیمیایی می باشد كاتالیست ها در خدمت نوع بشریت بوده اند ، حتی قبل از اینكه به عنوان یك پدیدة خاص درسال 1835 توسط برزولیوس تشخیص داده شود همانطور كه میدانیم مبحث كاتالیست یك موضوع مهم می باشد كه علاقة خیلی از دانشمندان و مهندسین به آن جذب شده است كاتالیستها عملاً در صنعت تصفیه نفت بكار م

قیمت فایل فقط 500,000 تومان

احیاء نفت كاتالیست

فهرست مطا لب

عنوان صفحه

فصل اول

مفاهیم كاتالیست

مقدمه…………………………………………………………………………………

تاریخچه كاتالیست…………………………………………………………………

سرعت واكنش……………………………………………………………………

فاكتور مؤثر…………………………………………………………………………

واكنش كاتالیستی همگن و نا همگن…………………………………..       

حامل ها ………………………………………………………………………………                       

پیش برنده ها ……………………………………………………………………

سموم كاتالیست ……………………………………………………………………

كثیف شدن كاتالیست …………………………………………………………

سینرتینگ ……………………………………………………………………………

ممانعت كننده ها …………………………………………………………………

فعالیت…………………………………………………………………………………

انتخاب كنندگی ……………………………………………………………………

پایداری …………………………………………………………………………………

  عنوان                                                      صفحه

فصل دوم

 كراكینگ كاتالیستی

مقدمه ……………………………………………………………………………………

واكنشهای  كراكینگ كاتالیستی…………………………..……………………

احیاء مجدد كاتالیست …………………………….………………………………

كاتالیست های كراكینگ…………………………………………………………

ارزیابی كاتالیست ………………………………………….………………………

مسمومیتها ………………………………………………………………………….…

فصل سوم

تبدیل كاتالیستی

مقدمه …………………………………………………………………………………

واكنشهای ریفرمینگ……………………………………………………………

فعالیت………………………………….………………………………………………

انتخاب كنندگی……………………………….……………………………………

پایداری …………………………..……………………………………………………

توسعه كاتالیست…………………………….……………………………………

تهیه كاتالیست ………………………….…………………………………………

توسعه تبدیل كاتالیستی  …………………………..…………………………

كاتالیستهای چند منظوره ……………………………………………………..

تركیب كاتالیست ………………………………………………………………

عنوان :                                                                                                  صفحه

آلومین ها………………………………………………………………………

كاتالیستهای تجارتی……………………………………………………………

پراكندگی كاتالیستها………………………………………………………

دانسیته كاتالیست……………………………………………………………

مساحت سطح………………………………………………………………

ابعاد كاتالیست …………………………………………………………………

سموم كاتالیست ………………………………………………………………

احیاء مجددكاتالیست ………………………………………………………

فصل چهارم

 هیدرو كراكینگ كاتالیستی

عنوان:                                                                                              صفحه

مقدمه …………………………………………………………………………………

كاتالیست ها……………………………………………………………………………

نقش فلزات كاتالتیستی در هیدرو كراكینگ …………………………

كاتالیستهای اكسید اسیدی –پلاتین برای هیدرو كراكینگ………

فعالیت هیدرو ژناسیون پلاتین ……………………………………………

فعالیت اسیدی……………………………………………………………………

احیاءمجدد كاتالیست……………………………………………………

عنوان                                                                            صفحه

فصل پنجم

تصفیه هیدروژنی نفتا

مقدمه: (آماده سازی خوراك )……………………………………………………

شرایط عملیاتی ……………………………………………………………………………

كاتالیستهای تصفیه هیدروژنی…………………………………………………………

مواد پایه كاتالیست…………………………………………………………………………

احیا مجدد كاتالیست………………………………………………………………………

خلاصه فصل ………………………………………………………………………………

فصل ششم

حمل و نقل كاتالیست و پر كردن راكتور

مقدمه:

حمل و نقل بشكه های كاتالیست ……………………………………………………

الك كردن كاتالیست ………………………………………………………………………

فهرست مطالب :

عنوان                                                                                             صفحه

ریختن كاتالیست در راكتور……………………………………………………

پركردن راكتور گشاد …………………………………………………………

منابع و مأخذ ………………………………………………………………………

CHAPTER  1

CONCEPT         OF     CATALYST

مقدمه :

كاتالیست یك قاعده خیلی اساسی در تولید و انتقال سوختها و مواد شیمیایی می باشد . كاتالیست ها در خدمت نوع بشریت بوده اند ، حتی قبل از اینكه به عنوان یك پدیدة خاص درسال 1835 توسط برزولیوس تشخیص داده شود . همانطور كه میدانیم مبحث كاتالیست یك موضوع مهم می باشد كه علاقة خیلی از دانشمندان و مهندسین به آن جذب شده است كاتالیستها عملاً در صنعت تصفیه نفت بكار می رود . تقریباً همه مواد نفتی در فرایندها ، توسط واكنشهای كاتالیستی تهیه می شوند . به عنوان مثال فرایندهای كراكینگ كاتالیستی  ، الكیلاسیون ، ایزومراسیون ، هیدرو كراكینگ ، تبدیل كاتالیستی  ، پلیمرزاسیون ، هیدروژناسیون و تصفیه هیدروژنی و در ساختن بنزین ، سوختهای جت و نفتهای كوره استفاده می شود .

كاتالیتها برای اولین بار در سال 1909 ، هنگامیكه استوالد به خاطر كارش جایزة نوبل را گرفت ،‌ به رسمیت شناخته شد، سه سال بعد آن افتخار به سباتیر بخشیده شد .

در بررسی بحران اخیر انرژی ودر دهة تحریم نفت عرب در سال 1973 و متعاقب آن فعالیتهای اُپك ، اهمیت كاتالیستها آشكار می شود و به سرعت شناخته می گردد ، یعنی كاتالیست تكیه گاهی برای مقدار زیادی انرژی تلقی می شود . این موادبوسیلة ایالات متحده وملل صنعتی دیگر تولیدمی شوند .

این بخش شامل خلاصه ای از تاریخ كاتالیست و مختصری نیز در مورد تئوریهای اساسی می باشد .

همچنین اطلاعاتی نیز در بارة جذب و انواع آن ، سنتیك و مفاهیم نقاط فعال، یونهای فلزی ، مشخصات  مهم كاتالیست از قبیل فعالیت ، انتخاب كنندگی ، پایداری و مسمومیت و شرحی در مورد اندازه گیری جذب سطحی شیمیایی بر روی سطوح كاتالیست ارائه شده است.

به طور كلی این بخش یك دید كلی نسبت به موضوع كاتالیست خواهد داد .

تاریخچة كاتالیست :

كاتالیست به عنوان یك پدیده اخیراً مورد بررسی قرار گرفته است . ظاهراً اولین كاتالیست ، برای واكنشهای آنزیمی در شكل تهیه و ساخت شراب و سركه گمارده شد . همچنین درتهیه صابون كه یك عمل بسیارقدیمی است ، مورد توجه قرار گرفته است . این واكنشها به تبدیل كاتالیستی شكر به اتیل الكل ، اتیل الكل به اسید استیك و چربی به یك نمك و… و گلیسرول منجر گردید .

در طی اواخر قرن هجدهم دانش شیمی سریعاً گسترش می یافت و طبیعی بود كه اثر مواد خارجی بر روی واكنشهایی شیمیایی مطالعه شود . بین سالهای 1835-1780 آزمایشات متعدد و با ارزشی ، اثرات مواد خارجی بر روی واكنشهای شیمیایی شرح دادند . این آزمایشات واكنشهای اسیدها را در محلول و واكنشهای فاز گازی و واكنشهای فاز مایع بوسیلة جامدات را مورد بحث قرار می دادند .

اهداف كار كاتالیستها بوسیلة فوزینیری ، كه اولین كسی بود كه رابطه بین جذب سطحی و افزایش سرعت واكنشها بوسیلة جامدات را مورد توجه قرار داد ، پیشرفت نمود . از جمله افراد دیگر فارادی دریافته بود كه جذب سطحی اولیه یك قاعده مهم در صورت گرفتن یك واكنش در حضور یك جامد می باشد و همچنین كلیمنت و دیفورمس اظهار داشتند كه اكسید نیتروژن یك نقش اساسی در اكسیداسیون دی اكسید گوگرد بوسیلة تشكیل یك تركیب پیچیده بازی می كنند . خیلی از آزمایشها بر روی طرز عمل كاتالیستها با موادی صورت می گرفت كه امروزه به عنوان كاتالیستهای صنایع نفت مطرح می باشند . به عنوان مثال اسیدهای قوی ، خاكها و فلزاتی از قبیل پلاتین .

برزلیوس یكی از بزرگترین سازمان دهنده های دانش شیمی است . وی ابتدا دید كه خیلی از پدیده های گوناگون مانند بالا بردن سرعت واكنشها عموماً نشان می دهد كه فعالیتهای شیمیایی باید بوسیلة یك عامل خارجی بدون اینكه  آن عامل در واكنش شركت نماید افزایش یابد . او این پدیده را كاتالیزور نامید . در این گفتار برزلیوس مفهومی از یك نیروی كاتالیستی ارائه نمود و در انجام آن یك نیروی خاص كه قادر به انجام فعالیت شیمیایی بود را آشكار می دانست ، بعد از وی  تا زمان زیادی بعد از استوالد چنین سیمای علمی از كاتالیستها به مدت شصت سال وجود داشت ولی در عمل چنین چیزی وسیلة جالبی نبود . لیبیگ و دیگران به چنین دیده ای كه بوسیلة برزلیوس پیشنهاد شده بود و مربوط به نوع خاصی از نیروی كاتالیستی می شد ، حمله كردند و فعالیتهای دیگری در جریان بود ولی نظراتی در مورد استوالد ارائه شده بود قبل از هر پیشنهادی كه مسئله را حقیقی تر توجیه كند لازم بود . در طی دورة شصت سالة كار برتولث و ویلهلمی دوام داشت ، تحقیقات ویلهلمی در مورد هیدرولیز نیشكر بود در حالی كه برتولث در مورد هیدرولیز اترها مطالعه می كرد .

ویلهلمی اولین بار بوجود فاكتور زمان پی برد و بعد از او برتولت و دیگر كارهای اساسی را در مورد سنتیك شیمیایی همان طور كه امروزه آن را  می شناسیم بوجود آوردند . قبل از اینكه قدم بعدی در كاتالیستها برداشته شود ، اهمیت زمان واكنشهای شیمیایی قابل توجه و بررسی بود .

در نیمة دوم قرن نوزدهم ، هلمهولتر  آرینوس ، استوالد وانت هوف  و دیگران شیمی فیزیك را گسترش دادند كه برای اولین بار درك جدید تری از شیمی بود و قوانین كمی را تا حدودی كاهش می داد .

در حدود سالهای 1900 استوالد اهمیت حقیقی كار یك كاتالیت را شناسایی كرد . او یك كاتالیست را ماده ای تعریف كرد كه سرعت واكنش شیمیایی را تغییر میدهد وبدون اینكه در محصول نهایی وجود داشته باشد . برای اولین  بار از مفاهیم استوالد در كاتالیست ، بر اساس یك كمیت قابل اندازه گیری استفاده شد . علم و تكنولوژی كاتالیستی در این زمان شروع گردید . نظریاتی كه دربارة كاتالیستها بطور عملی از آن زمان تاكنون در شیمی و صنایع نفت وجود دارند ، واكنشهای كاتالیستی مهمترین پایة آنهاست .

پیشرفتهای مهم در علم كاتالیست :

1922                                                             مفاهیم انواع جذب سطحی شیمیایی

1925                                                             مفاهیم مكانهای فعال

1937                                                            قانون یون كربونیم در واكنشهای كاتالیستی

1938                                                            اندازه گیری دقیق مساحت سطح

1939                                                            قانون نفوذ نمودن در كاتالیست 

1950                                                            قانون حالت جامد كردن در كاتالیست بوسیلةآهن

1953                                                             وظیفة دو گانه كاتالیست

1962                                                             غربالهای مولكولی برای كاتالیستهای كراكینگ

1966                                                             شكل انتخاب كنندگی در غربالهای مولكولی

1967                                                           كاتالیستهای دو فلزی ریفرمینگ

پیشرفتهای مهم در تكنولوژی كاتالیست :

1900                          اكسیداسیون502

1913                                                           پلیمریز اسیون اولفین ها

1914                                                           سنتر آمونیاك متانول

1924                         سنتر متانول

1926                         سنتر فلیشر- تروپش

1936                         شكستن كاتالیستی

1938                                                           اكسیداسیون ایزو پارافین ها

1939                                                           ریفرمینگ كاتالیستی

1949                                                           ریفرمینگ كاتالیستی – استفاده از‍ PT  - AL203

1953                                                           پلیمرازسیون اولفینها

1959                                                         هیدرو كراكینگ پیشرفته

1960                                                        تصفیه هیدروژنی 

سرعت واكنش :

سرعت واكنش به صورت تغییرات درمولكولهای یك ماده نسبت به زمان در واحد حجم محفوظ واكنش تعریف میگردد . در واكنشهای كاتالیستی این تعریف داده می شود ، رابطة ریاضی برای سرعت v بصورت زیر خواهد بود :

(2)                                یا(1)

كهv  حجم مخلوط واكنش ، N تعداد مولهای یك واكنشگر ، F تعداد مولهای خوراك ، W وزن كاتالیت  و X مقدار تبدیل می باشد .

یك رابطة ساده بین سرعت واكنش و غلظت واكنشگرها وجود دارد كه بدین صورت بیان می شود :

كه در رابطه فوق   ,    به ترتیب واكنشگرها A وB و  * نیز ثابتهایی بر این رابطه هستند . ( *  درجه واكنش نسبت به  A و  B   درجة واكنش نسبت به B ) .

K ثابت سرعت است و با درجةحرارت مطابق رابطةآرینوس تغییرمی كند .

K=

معادلة آرینوس فقط برای مراحل كنترل كنندة سرعت اصلی بكار می رود جائیكه  E انرژی اكتواسیون می باشد در مورد كاربرد قانون آرینوس برای واكنشهای كاتالیستی كه با عمل جذب سطحی همراه است توسط لایدلر بحث شده است .

با معرفی سرعت ، سرعت یك واكنش كاتالیستی در هر درجه حرارت كه باشد با سرعت واكنش غیر كاتالیستی همگن متفاوت است . چگونگی تغییر یافتن واكنش سرعت واكنش توسط كاتالیست ، بوسیلة آبلا( به كمك دیاگرام انرژی پتانسیل (شكل 1 ) كه جذب سطحی یا درون مرزی و جذب شیمیایی را درگیر می نماید ، شرح داده شده است . در شكل (1) ،  Eh انرژی اكتیواسیون برای واكنش كاتالیز شده ،  E1 و E3 انرژی های اكتیواسیون كوچك جذب و جدا شدن هستند .  E2 انرژی اكتیواسیون برای واكنش كاتالیزه شده و انرژی جذب و جدا شده می باشند كه می توانند حدود             0 – 000/100- cal   تغییر كند .  

بر آمدگیها اكسترمم ، جذب سطحی واندروا لسی را نشان می دهد و مقدار كوچكی است یك انرژی كوچك ناشی از اثر نفوذ پذیری را درگیر نماید .

پس می توان گفت یك كاتا لیست سرعت واكنش را با پایین آوردن انرژی اكتیواسیون و با تشكیل یك كمپلكس فعال شده ، افزایش می دهد .

شكل (1):

                                                              E2

      پتانسیل  F

                                c 2         e3                          E   1     e1

                                             واكنش

فاكتور مؤثر :

فاكتور مؤثر    به صورت نسبت سرعت واكنش واقعی  rp به سرعت واكنش برگشت ناپذیر ایده آل  r معرفی شده است . سرعت واكنش واقعی همیشه كمتر از سرعت ایده آل است . همراه با اثرات انتقال جرم و حرارت واین نسبت اثر زیادی برای طراحی دارد و به صورت ریاضی :

فاكتور 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 كند كه  h پارا متر تیلی است كه توسط توماس اتال معرفی گردیده است :

(7)

به طوریكه :  Rl طول حفرة استوانه ای ، k1  ثابت سرعت ، 7 شعاع حفرة استوانه و  D ضریب نفوذ ناپذیری می باشد .

برای كاتالیست كروی  به صورت زیر بیان می شود :

به طوریكه :  R شعاع  كاتالیست كروی ،  KV=K1SV ثابت سرعت در واحد حجم و   De نفوذپذیری مؤثر بیان می شود.

    برای اشكال دلخواه حفره ها توسط توماس اتال به صورت زیر داده شده است :

كه در این رابطه  PgPsبرابر با مساحت سطح در واحد حجم است و شكل حفره در این موارد بی اهمیت است . در مواقعیكه هیچ اثری از انتقال حرارت موجود نباشد ، نسبتی از سطح كه برای واكنش در دسترس می باشد برابر است با :

(9)

و برای كاتالیستهای كروی نسبت به فرم سادة زیر داده می شود :

 10=                      Fs=tan h/h

كه در اینجا  h ضریب تیلی است و Fs ممكن است به صورت ضریب مؤثر برای فرایند تك دما به كار برده شود . بنابراین می توان گفت :

rp/r=tanh/h=

این كاملاً واضح است كه برای بدست آوردن یك سرعت صحیح در كار طراحی ، سرعت واكنش شیمیایی كه مستقل از اثرات عاری از نفوذ حفره     می باشد بایستی در ضریب مختص آن كاتالیست ضرب گردد .

واكنش كاتالیستی همگن و نا همگن :

واكنشهای كاتالیستی می توانند به صورت همگن و ناهمگن طبقه بندی شوند . هر دو این دسته ها شرایط و اثرات متفاوتی دارند . اگرچه اكثریت فرایندهای صنعتی به سیستمهای نا همگن مربوط می شوند . ناگفته نماند كه مطالعة سیستمهای همگن می توانند راهنمای واكنشهای ناهمگن باشند . واكنشهای كاتالیستی كاتالیست و واكنشگرها را درگیر خود می كند تا محصول تولید نماید بدون اینكه در كاتالیست تغییری حاصل شود . هر دو سیستم همگن و نا همگن در زیر مجزا شده اند .

واكنش كاتالیستی همگن :

1-  كاتالیست و اجزاء واكنشگرها و محصولات در حالت فیزیكی مشابه هستند و فقط در یك فاز باقی می مانند .

2-  كاتالیست به طور یكنواخت در بین سیستم توزیع می شوند و تحرك كاتالیست مشابه دیگر اجزاء می باشد .

3-  كاتالیست تحت تاثیر جرمش عمل می كند و ضربت سرعت متناسب با غلظت كاتالیست در سیستم می باشد .

واكنش كاتالیستی ناهمگن :

1-كاتالیست و اجزاء واكنشگرها و محصولات در حالت فیزیكی غیر یكسانی هستند و یا اگر در حالت فیزیكی مشابه باشند دارای فازهای متفاوتی هستند كه توسط مرز فازی از هم جدا می شوند .

2-كاتالیست به طور یكنواخت در بین سیستم توزیع نشده است و تحرك كاتالیست با دیگر اجزاء سیستم متفاوت است .

3-كاتالیست با سطوحش عمل می كند و ضریب سرعت متناسب مساحت  كاتالیست در معرض واكنش است كه در واقع سرعت نفوذ واكنشگرها به سطوح كاتالیست و كنده شدن محصولات از سطوح كاتالیست می باشد .

حامل ها : 

حامل مادة خنثی ای است كه به صورت یك پایه برای كاتالیست به كار برده می شود . به طور كلی وقتی یك حامل ، سرعت واكنش را تغییر می دهد ، دیگر یك حامل نمی باشد . هین مان حاملها را به صورت یك تركیب اصلی از كاتالیست كه به صورت پایه نگهدارنده برای اجزاء فعال به كار می رود ، ولی خودش بر وا

جهت دریافت فایل احیاء نفت كاتالیستلطفا آن را خریداری نمایید

قیمت فایل فقط 500,000 تومان

برچسب ها : احیاء نفت كاتالیست , Oil reclamation catalyst , پیشرفتهای مهم در علم کاتالسیت , واکنشهای همگن و نا همگن , حامل ها , شتاب دهنده ها , سموم کاتالیست , واکنش آروماتیک ها , گراکینگ کاتالیستی , رفرمینگ کاتالیستی