Общая химическая технология. В 2-х частях. Ч. II. Важнейшие химические производства. Изд. 3-е, перераб. и доп. - Мухленов И.П.
Скачать (прямая ссылка):
Кинетика каталитического крекинга, так же как и термического, приближенно описывается уравнением первого порядка (VIII.8). Реакции крекинга углеводородов сопровождаются образованием не только паро- и газообразных углеводородов, но и твердых коксовых отложений на поверхности катализатора, препятствующих доступу к ней молекул углеводородов и снижающих таким образом его активность. Для восстановления активности катализатор регенерируют. Регенерация катализатора заключается в выжиге с его
поверхности кокса при продувке воздухом при 550—600° С, после чего катализатор вновь используется для крекинга. Таким образом, каталитический крекинг практически включает чередование рабочего процесса и процесса регенерации катализатора.
Технологические процессы каталитического крекинга отличаются друг от друга состоянием слоя катализатора. Существует три вида установок: с неподвижным, или фильтрующим, слоем катализатора,со взвешенным, или кипящим, слоем катализатора, с движущимся катализатором (см. ч. I, гл. VI). Регенерация катализатора в контактных аппаратах с фильтрующим слоем катализатора заключается в том, что периодически прекращается подача сырья и подводится к ним воздух для удаления кокса. Такого типа сменноциклическаЯ работа контактных аппаратов, как малоинтен-
Продукть! крекинга на разделение
Отходящие
Рис. 69. Реактор каталитического крекинга в кипящем слое:
1,7 — решетки; 2 — колодец с эжектором; 3,4 — катализаторопроводы; 5, 8 — циклоны; 6 — контактный аппарат; 9 — регенератор
I Воздух
Сырье из трудчатвй тчи.
сивная, уступила в настоящее время место установкам со взвешенным и движущимся катализатором. В этих установках процессы крекинга-и регенерации катализатора разделены: крекинг проводится в контактных аппаратах, регенерация — в специальных аппаратах— регенераторах, конструкция которых принципиально не отличается от конструкции контактных аппаратов. Катализатор непрерывно циркулирует между контактным аппаратом и регенератором.
Крекинг в кипящем слое катализатора осуществляется на сферических зернах катализатора. В представленной на рис. 69 схеме Реактора контактный аппарат и регенератор конструктивно объединены в одном аппарате, в котором в верхней части расположен контактный аппарат, а в нижней — регенератор, соединенные между собой катализаторопроводами. Сырье, выходящее из трубчатой печи (на рис. 69 не показана), засасывает регенерированный катализатор из цилиндрического колодца и по трубе вместе с катализатором поступает на решетку контактного аппарата, работающего по модели смешения твердой и газовой фаз, что обеспечивает изотермичность режима. В контактном аппарате происходит кРекинг. Продукты крекинга освобождаются от частиц катализа-
тора в циклоне и идут на разделение. Зерна катализатора, покрытые образовавшимся коксом, перетекают в отпарную секцию, где обрабатываются паром для отслоения пленки кокса. Одновременно пар, подаваемый в нижнюю часть отпарной секции, создает паровой затвор, исключающий попадание продуктов крекинга в регенератор. Отработанный катализатор по трубе опускается в регенератор, в котором под решетку для сжигания кокса вдувается воздух. Дымовые газы, образовавшиеся в результате горения, после очистки в циклонах выводятся из аппарата в паровой котел, а регенерированный катализатор вновь возвращается в контактный аппарат. В процессе регенерации благодаря горению кокса температура катализатора повышается и потому сырье, соприкасающееся с ним в контактном аппарате, нагревается. Таким образом, катализатор одновременно служит теплоносителем: его теплосодержание компенсирует эндотермический эффект реакции крекинга. Размеры контактного аппарата и регенератора зависят от производительности установки. Так, например, диаметр контактного аппарата определяется по формуле
D = Vwjnwt, (VI 11.9)
где Vr—объем газопаровой фазы, проходящей через реактор, м3/с; wt — линейная скорость газопаровой фазы в свободном сечении реактора, м/с. Величина V1- зависит от глубины крекинга и для установившегося режима определяется по формуле
V = {2i_ + ^б_ ,СЛ. т. .2™±?.Ж (VIIIlO) Vr \Ме^ M6^M7) 3600 273 P ' ^'"•W
где Gr, G6, G1 —получаемые количества соответственно —крекинг-газа, бензина и паров тяжелой фракции; Мт, Mq, Mx —средние молекулярные массы газа, бензина, тяжелой фракции соответственно; tK —температура кипящего слоя катализатора в реакторе, °С; P —давление газопаровой фазы в реакторе, мм рт. ст.
Скорость потока газопаровой смеси сырья, с одной стороны, не должна превышать некоторой величины wy, выше которой частицы катализатора уносятся из слоя, с другой — должна быть достаточна для того, чтобы взвесить слой катализатора, т. е. привести его в состояние «кипения» wg. Максимальная скорость потока определится по уравнению
Rey=-Ar ,_, (VIII.11)
у 18 + 0,61 VAt '
где Rеу—критерий Рейнольдса, включающий скорость уноса самых мелких частиц катализатора; Ar — критерий Архимеда.
Rey = avyd/v,
где d—диаметр частицы; v—коэффициент кинематической вязкости газа.
