Общая химическая технология. В 2-х частях. Ч. II. Важнейшие химические производства. Изд. 3-е, перераб. и доп. - Мухленов И.П.
Скачать (прямая ссылка):
Минимальную скорость потока сырья wB можно рассчитать по формуле
Re8 =-АГ , (VIII.12)
1400+5 22 1^Ar '
где Re„ — критерий Рейнольдса, включающий скорость взвешивания наиболее крупных частиц катализатора wB. Критерий Архимеда вычисляется по формуле
Ar =
Pr Pt
(VIII.13)
где g — ускорение силы тяжести; рт и рг — плотности твердых частиц (катализатора) и газа.
На основании материального баланса и условий работы реактора можно определить его размеры. Так, например, материальный баланс реактора каталитического крекинга керосино-соляровой фракции приведен в таблице.
Материальный баланс реактора каталитического крекинга керосино-соляровой фракции
Приход
Расход
Статья
кг ч
%
Статья
кг/ч
%
Керосино-соляоовая
50 ООО
100
Тяжелая фракция . . Крекинг-газ ....
27 500 13 000 7 000 2 000 500
55 26 14
4
1
Итого ....
50 ООО
100
Итого ....
50 000
100
В этом процессе температура катализатора в зоне реакции 450°С, давление над кипящим слоем катализатора 1050 мм рт.ст. Средние молекулярные веса фракций: M5 = 110, Af т = 260, Afr = 32. По формуле (VIII. 10) рассчитывается секундный объем газопаровой фазы
V -'А. . _°б_ ¦ 273 + tK 760
r * Мг r M6 Мт I 3600 ' 273 P
— і 27 500 і 'З 000 \ 22.4 273 + 450 760
32 + 110 + 260 ' 3600 ' 273 ' 1050
- = 6,15 m3/c
Отсюда диаметр реактора будет при wc
-уГ 4-6,15
0,3 м/с
D =
V
4Vr
3,14-0,3
5,10 м.
Аналогичным образом производится определение диаметра регенератора.
Крекинг с движущимся катализатором Может включать два принципиально различных способа перемещения катализатора: падение зерен катализатора в потоке крекируемого сырья или движение катализатора снизу вверх под действием потока газа. т. е. в виде потока взвеси (пневмотранспорт). В одной из распространенных схем реакторов каталитического
крекинга используются оба способа движения катализатора (рис. 70). Сырье после нагревания в трубчатой печи поступает сверху в контактный аппарат, куда сверху же подается зерненный катализатор из бункера. Продукты крекинга из контактного аппарата идут на разделение. Катализатор под действием силы тяжести постепенно опускается и самотеком попадает в регенератор, расположенный под контактным аппаратом; перед выходом из контактного аппарата катализатор продувается паром. Для выжига с поверхности катализатора кокса в регенератор воздуходувкой подается воздух Дымовые газы, образующиеся при регенерации катализатора, удаляются из регенератора. Тепло
Дымовые газы *
горения кокса может быть использовано для производства пара, для чего в регенератор вводятся трубы, в которые поступает вода. Регенерированный катализатор из нижней части регенератора через пневмоподъем-ник при помощи сжатого воздуха, нагнетаемого воздуходувкой, подается в бункер. При непрерывном движении катализатора происходит его истирание, образующаяся мелочь отделяется. Потери катализатора компенсируются вводом свежего катализатора. Пневмотранспорт пылевидного катализатора может осуществляться снизу вверх внутри контактного аппарата потоком крекируемых паров нефтепродуктов. Схема и принцип работы такой установки приведены на рис. 70.
Бензины каталитического крекинга отличаются от бензинов термического крекинга высоким содержанием ароматических, нафтеновых и изопарафииовых углеводородов. Бензины каталитического крекинга значительно стабильнее бензинов термического крекинга. Они имеют октановые числа без этиловой жидкости 76—82. Выход бензинов при каталитическом крекинге достигает 70% от массы сырья при условии частичной циркуляции продуктов крекинга. Газы каталитического крекинга содержат предельные и непредельные углеводороды от C1 до C4; выход газов составляет в среднем 12—15% от массы сырья. Коксовые отложения на поверхности катализатора достигают 10% от массы сырья. При каталитическом крекинге помимо бензина газов и кокса образуются дистилляты, которые частично возвращаются в реактор и циркулируют в системе.
I Сырье
Рис 70. Реактор каталитического крекинга с движущимся катализатором.
/ — трубчатая печь, 2 — регенератор, 3 — контактный аппарат, 4 — бункер, 5 — пневмоподъемник, 6 — воздуходувка
Каталитический риформинг получил большее распространение, чем термический. При каталитическом рифор-минге образуются ароматические углеводороды благодаря реакциям дегидрогенизации шестичленных нафтенов, дегидроциклизации парафинов, изомеризации пятичленных нафтенов в шестичленные с последующей дегидрогенизацией их в ароматические. Одновременно при этом протекают реакции гидрокрекинга и изомеризации парафиновых углеводородов. При каталитическом риформинге можно получать высокооктановые бензины или ароматические углеводороды: бензол, толуол, ксилол.
Существует ряд промышленных процессов риформинга, отличающихся друг от друга используемыми катализаторами, температурой, давлением, методами регенерации и состоянием катализатора. Общим для них является проведение реакции под давлением водорода, который необходим для того, чтобы затормозить образование углеродистых отложений на катализаторе. Наибольшее распространение получил так называемый платформинг — каталитический процесс переработки бензино-лигроиновых фракций прямой гонки, проводимый на платиновом катализаторе (платина на окиси алюминия) в присутствии водорода. Если платформинг проводится при 480—510° С и от 15 •1O5 до 3 •1O6 Н/м2, то в результате получают бензол, толуол, ксилол. При давлении около 5•1O6 Н/м2 получают бензины с октановым числом без этиловой жидкости около 98. При платформинге протекают процессы гидрирования олефинов и серусодержащих соединений; последние образу ют сероводород. Благодаря этим процессам бензины платформинга отличаются стабильностью и малым содержанием серы.
