Кинетика реакций коксования

Рассмотрены процессы, приводящие к дезактивации катализаторов в ходе их эксплуатации спекание, закоксовывание, обратимое и необратимое отравление продуктами реакций или примесями, содержащимися в сырье. Приведены основные математические модели, описывающие кинетику этих процессов. Проанализировано влияние массопереноса на дезактивацию катализаторов. Подробно обсуждены вопросы моделирования и оптимизации каталитических реакторов с учетом процесса дезактивации катализаторов, а также способы регенерации за-коксованных катализаторов. [c.4]

В отечественных и зарубежных исследованиях механизм и кинетика коксования изучены в основном на аппаратах с периодической загрузкой сырья. Результаты опытов показали, что при коксовании с периодической загрузкой процесс идет в три этапа. На первом этапе протекают преимущественно реакции распада углеводородов коксуемого сырья с образованием главным образом жидких дистиллятных фракций. Газообразование при этом незначительно. В газе постепенно возрастает количество водорода, метана и непредельных углеводородов. К концу этого этапа содержание непредельных углеводородов достигает максимума, молекулярный вес асфальтенов, смол и масел постепенно снижается (рис. 15). [c.88]

В книге изложена теория современных химических процессов переработки нефти. Рассмотрены основные положения по термодинамике, механизму и кинетике химических реакций, протекающих при термических (пиролиз, коксование) и каталитических (полимеризация, алкили-рование, изомеризация, каталитический риформинг, гидроочистка и гидрокрекинг) процессах. Даны основы управления этими процессами. [c.88]

Кинетику реакций коксования масел, силикагелевых смол и асфальтенов, выделенных из того же крекинг-остатка, изучали по принятой методике при температурах 400, 420 и 440 °С. [c.71]

Исследование адсорбционных взаимодействий поверхности твердой фазы с газообразной и жидкой средами имеет важное научное и прикладное значение для выяснения механизмов и кинетики многих реакций, в том числе и реакций, на которых основаны производственные процессы коксования нефтяных остатков, горение углерода, его газификация, удаление гетероатомов с поверхности углерода, получение наполненных систем и др. [c.56]

Важнейшим техническим процессом гетерогенного горения является горение угля. Процесс осложняется объемными реакциями двоякого рода. С одной стороны, в технике широко используются сорта каменного угля, богатые летучими компонентами. Сгоранию такого топлива предшествует частичное термическое разложение (коксование) с выделением горючих газов (углеводородов и водорода), сгорающих в объеме. С другой стороны, даже и цри сжигании чистого углерода, кроме углекислого газа СО2 на поверхности может образовываться окись углерода СО, догорающая в объеме. Теория горения угля с учетом побочных реакций достаточно сложна и рассматривается в специальных руководствах [8, 9]. Но при достаточном избытке воздуха и высокой температуре поверхности объемные реакции протекают настолько быстро, что заканчиваются в непосредственной близости от поверхности. При этом становится допустимой приближенная трактовка процесса как чисто гетерогенного. Вопрос о гетерогенном горении в такой постановке относится к диффузионной кинетике и тепловому режиму гетерогенных экзотермических реакций и рассматривается нами в соответствующих главах. [c.264]

Данные по величине энергии активации и констант скорости реакций для практических целей получают путем изучения кинетики коксования различного сырья. [c.54]

Оптимальные условия для получения нефтяного углерода создаются при средних температурах коксования (450—480°С), когда скорости реакций деструкции и уплотнения, обусловливающие образование зародышей кристаллизации, соизмеримы с кинетикой роста мезофазы (см, с, 174). Повышение давления в системе и коэффициента рециркуляции сырья обычно способствует увеличению выхода, а также размеров кристаллитов сырых нефтяных [c.148]

Непрерывное коксование осуществляют при более высоких температурах (520—550 °С), чем замедленное коксование, и па поверхности контактов (коксовых частиц). Однако повышенная температура в зоне реакции еще не приведет к большей глубине разложения сырья, чем при замедленном коксовании. Особенность коксования на твердых теплоносителях — интенсивное испарение части исходного сырья без существенной деструкции, что, очевидно, должно привести к снижению выхода продуктов деструкции и уплотнения, протекающих в жидкой фазе. Деструкция в паровой фазе при непрерывных процессах коксования, в отличие от замедленного коксования, протекает с большей скоростью. В связи с этим конечная глубина разложения и выход продуктов определяются главным образом кинетикой процесса в паровой фазе, а влияние давления на показатели процесса более существенно, чем при замедленном коксовании. Деструкция в паровой фазе промежуточных фракций должна привести к повышенному газообразованию и увеличению в продуктах распада содержания непредельных соединений. [c.238]

Как видно из табл. 77, константа скорости реакции в случае коксования гудрона в 1,3-1,9 раза меньще, чем при коксовании крекинг-ос-татка (в одинаковых условиях). Полученные данные по кинетике коксования подтверждают некоторые теоретические положения. [c.176]

Влияние температуры. Поскольку значения энергии активации отдельных реакций термолиза различаются между собой весьма существенно, то температура как параметр управления процессом позволяет обеспечить не только требуемую скорость термолиза, а прежде всего регулировать соотношение между скоростями распада и уплотнения и, что особенно важно, между скоростями реакций поликонденсации, тем самым свойства фаз и условия кристаллизации мезофазы. При этом регулированием продолжительности термолиза представляется возможным обрывать на требуемой стадии "химическую эволюцию" в зависимости от целевого назначения процесса. С позиций получения кокса с лучшей упорядоченностью структуры коксование сырья целесообразно проводить при оптимальной температуре. При пониженной температуре ввиду малой скорости реакций деструкции в продуктах термолиза будут преобладать нафтено-ароматические структуры с короткими алкильными цепями, которые будут препятствовать дальнейшим реакциям уплотнения и формированию мезофазы. При температуре выше оптимальной скорость реакций деструкции и поликонденсации резко возрастают. Вследствие мгновенного образования большого числа центров кристаллизации коксующийся слой быстро теряет пластичность, в результате чего образуется дисперсная система с преобладанием мелких кристаллов. Возникающие при этом сшивки и связи между соседними кристаллами затрудняют перемещение и рост ароматических структур. Более упорядоченная структура кокса получается при средней (оптимальной) температуре коксования (= 480 °С), когда скорость реакций деструкции и уплотнения соизмерима с кинетикой роста мезофазы. Коксующий слой при этом более длительное время остается пластичным, что способствует формированию крупных сфер мезофазы и более совершенных кристаллитов кокса. [c.177]

Эксплуатация старых промышленных установок термического крекинга, целевым продуктом которых являлся бензин, показала, что продукт уплотнения (кокс) отлагается главным образом в зоне умеренных, а не максимальных температур этому способствует и повышенная доля жидкой фазы в сырье. Процессу коксования, целевым продуктом которого является кокс, также благоприятствуют умеренные температуры (450—470 °С), способствующие реакциям уплотнения. В табл. 6 представлены данные по кинетике коксования тяжелого ароматизированного сырья, полученные на проточной установке. Обращает на себя внимание относительно малое влияние повышения температуры в реакторе на выход кокса и отсюда — невысокая энергия активации реакций уплотнения. [c.65]

Г.Г. Валявин высказал сомнение по поводу обоснованности первой стадии данной схемы на основании того, что шестичленные нафтены в условиях крекинга и коксования дают очень мало ароматических углеводородов, а ароматические углеводороды могут образовываться и при крекинге парафинов через непредельные углеводороды. Г.Г. Валявин, изучавший кинетику коксования нефтяных остатков, пришел к заключению о том, что [6] образование карбоидов в схеме последовательно - параллельных реакций коксообразования начинается при достижении некоторой предельной концентрации асфальтенов, величина которой зависит в основном от соотношения групповых компонентов (величина предельной концентрации асфальтенов возрастает с повышением ароматичности дисперсионной среды). [c.64]

Специально проведенной работой по кинетике коксования был - доказан бимолекулярный характер реакций уплотнения нефтя- ных асфальтенов [16]. Известно, что суммарная скорость и поря- док многоступенчатого процесса, например коксообразования, Ч определяются скоростью и порядком наиболее медленной его стадии. При коксовании наиболее медленной ступенью является процесс превращения асфальтенов в карбоиды, так как образование новой твердой фазы кинетически всегда затруднено. [c.17]

Кинетику реакций коксоваотия изучают при соблюдении двух условий 1) исключении (или сведении к минимуму) вторичных реакций, протекающих в процессе конденсации в самом реакторе первичных парообразных продуктов коксования и 2) при одинаковой глубине превращения коксуемого вещества. [c.69]

Интересные данные для понимания поведения разных компонентов высокомолекулярной части нефти при коксовании были получены при изучении реакций коксования вакуумного гудрона из кувейтской нефти [10]. Исследование кинетики конденсации асфальтенов и мальтенов (смесь высокомолекулярных углеводорот дов и смол) при различных температурах и продолжительности процессов и характера распределения серы в продуктах конденсации показало, что процесс коксования асфальтенов заканчивается довольно быстро. Летучие продукты реакции почти не образуются. Содержание серы в продуктах наиболее высокой степени конденсации (вещества, нерастворп 1ые в хинолине) и в продукт( х ниг- [c.249]

В данной работе при помощи импульсного метода бьши проведены исследования кинетики пиролиза углеводородных газов на железосодержащем катализаторе в интервале температур 500-850°С и времени контакта ОД-3 с. По результатам, полученным в ходе исследования, бьши рассчитаны кинетические параметры процесса. Ди сравнения проводились исследования процесса на термоконтакте, в качестве которого использовался кокс с установки замедленного коксования в тех же интервалах температур и времени контакта. Исследования показали, что осуществление процесса пиролиза на поверхности катализатора позволяет понизить температуру на 100 - 150 С и увеличить выход низших олефинов в 1,5 - 2 раза. Результаты расчета кинетических характеристик -порядка реакций, констант скорости и энергии активацш показали, что в области температур 450-550° С реакция образования углеродных отложений на катализаторе имеет 1 порядок, а в областях температур 550-700 С и 700-800°С порядок реакции возрастает до 1Д и 2,0 соответственно. Аналогичные различия для этих областей наблюдаются и в значениях констант скорости реакции образования углеродных отложений на катализаторе и энергии активации. [c.109]

В более поздней статье, касающейся развития кинетической модели для реакции полукоксования, Бартон и Ратклифф [10] показали, что модель, основанная только на химической кинетике, как и предложенная Риттом [18] для коксования в псевдоожиженном слое, не применима для крупных частиц, используемых в фонтанирующем слое, из-за допущения об изотермичности слоя частиц. Если следовать допущению, то входящая холодная частица должна достигать температуры слоя мгновенно. Поскольку большие [c.221]

Во время нагрева угля при коксовании протекает множество раз-1ИЧНЫХ реакций. Процесс превращения угля в кокс различен для )азных углей, разных условий нагрева и разных этапов превращения. 3 связи с этим термодинамику и кинетику процесса коксообразования ложно описать лишь в самых общих чертах, с конкретизацией для /глей определенных свойств, коксуемых в некоторых известных термических условиях. [c.121]