Регенерация катализатора. Кокс, образующийся в процессе каталитического крекинга, откладывается на поверхности катализатора, уменьшая его активность, Основными элементами, входящими в состав кокса, являются углерод (90 – 97 %), водород (5 – 7 %) и сера, Отношение содержания серы в коксе к содержанию ее в сырье крекинга близко к единице, Отлагающийся на поверхности катализатора кокс подразделяется на четыре типа: «каталитический» кокс, который образуется на кислотных катализаторах, Выход его растет с увеличением глубины превращения сырья и увеличением продолжительности пребывания катализатора в зоне реакции; «дегидрогенизационный» кокс, образующийся в результате реакций дегидрирования на металлах, осадившихся на катализаторе из сырья; «хемосорбционный» кокс, получающийся в результате необратимой хемосорбции на катализаторе высококипящих, труднокрекируемых компонентов сырья, Этот кокс связан непосредственно с коксуемостью сырья; «десорбируемый» кокс, состоящий из углеводородов, остающихся в порах катализатора в результате неполной десорбции в отпарной зоне реактора,Ниже приведен примерный выход (% мас.) каждого из типов от общей массы образующегося кокса при крекинге вакуумного газойля в псевдоожиженном слое микросферического катализатора.
Образование «каталитического» кокса непосредственно связано с превращением углеводородов исходного сырья на поверхности катализатора и является результатом реакций дегидрирования, циклизации, конденсации и перераспределения водорода,
По коксогенности углеводороды можно распределить в такой последовательности: парафиновые < нафтеновые < ароматические. Наибольшее количество кокса образуется при превращении полициклических ароматических углеводородов.
Для восстановления активности дезактивиронного коксом катализатора его регенерируют, Сущность регенерации заключается в выжиге кокса с поверхности катализатора кислородом воздуха.
В процессе регенерации элементы, входящие в состав кокса окисляются до соответствующих оксидов с выделением теплоты.
С + 0,5 О2 → СО + 10,269 - 10,314 МДж/кг
С + О2 → СО2 + 33,927 - 34,069 МДж/кг
СО + 0,5 О2 → СО2 + 23,658 - 23,755 МДж/кг
Н2 + 0,5 О2 → Н2О + 1210,043 - 1210,252 МДж/кг
S + О2 → SО2 + 9,132 - 9,221 МДж/кг
Суммарный тепловой эффект регенерации составляет 25,0 – 30,0 МДж/кг кокса.
Соотношение СО2 : СО в газах регенерации определяется в основном типом катализатора и зависит от условий регенерации, Для аморфного алюмосиликатного катализатора оно в среднем составляет 1,1 - 2, для цеолитсодержащего 0,6 - 1,1. Повышение температуры регенерации и концентрации кислорода, введение в катализатор промотирующих окисление добавок (Сr2О3, Pt) способствует росту отношения СО2 : СО в газах регенерации и снижению выбросов СО в атмосферу с дымовыми газами.
Основными факторами, определяющими скорость и глубину регенерации, являются температура, давление, удельный расход воздуха, содержание кислорода в регенерирующем газе, начальное содержание кокса на катализаторе, размер частиц катализатора и его пор. Регенерацию катализаторов крекинга проводят при температуре 580 – 750 оС, давлении до 0,38 МПа и удельном расходе воздуха 150 – 300 нм3/м3 катализатора. В зависимости от условий, регенерация может протекать либо в диффузионной, либо переходной областях. В кинетической области скорость регенерации определяется скоростью окисления кокса, во внутридиффузионной – диффузией кислорода внутрь пор катализатора, во внешнедиффузионной – диффузией кислорода из объема к поверхности гранул катализатора.
При прочих равных условиях повышение температуры ускоряет выжиг кокса. Однако с повышением температуры ее влияние на рост скорости регенерации ослабевает и при высоких температурах скорость регенерации почти не изменяется. Это обусловлено переходом процесса из кинетической во внутридиффузионную или внешнедиффузионную область, где скорость регенерации мало зависит от температуры.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.