Регенерация в неподвижном слое катализатора

На первом этапе развития каталитического крекинга на заводах сооружались установки с неподвижным слоем катализатора в реакторах периодического действия. При работе необходимо часто переключать их с одной операции (крекинга) на другую (регенерацию). Такая система получила название крекинга с неподвижным слоем катализатора. [c.6]

Технологические схемы процессов дегидрирования различных парафинов аналогичны. В реакторе с неподвижным слоем катализатора все операции проводятся в одном аппарате и для обеспечения непрерывности работы производства устанавливают несколько реакторов. Регенерация обычно осуществляется при 600—650 °С и подаче воздуха. Использование псевдоожиженного слоя мелкозернистого катализатора позволяет иметь один реактор работающий непрерывно. В этом случае подготовленный/катализа тор непрерывно поступает в реактор, а отработавший выводится Регенерация катализатора осуществляется также в псевдоожи женном Слое, но в отдельном аппарате — регенераторе. Подго товка катализатора включает восстановление и десорбцию воды и проводится либо в отдельном аппарате, либо в аппарате, встроенном в реактор или регенератор. Технологическая схема процесса дегидрирования парафиновых углеводородов в псевдоожиженном слое мелкозернистого катализатора представлена на рис. 4. В процессе эксплуатации были усовершенствованы конструкции реакторов и регенераторов [35, 36]. [c.657]

Каталитический риформинг. После принятия конгрессом США решения об ужесточении стандартов по содержанию бензола и ароматических углеводородов в бензине в США несколько снизился интерес к процессу риформинга, так как высокооктановый компонент вырабатывался путем ароматизации прямогонной бензиновой фракции. В России, как мы уже отмечали, имеется существенное отставание по мощностям риформинга от ведущих стран мира. Поэтому в ближайшее время на ряде заводов необходимо построить новые установки (на некоторых они уже запланированы, например, Кстовский нефтеперерабатывающий завод. Ярославский нефтеперерабатывающий завод). Целесообразно новые установки проектировать и строить по технологии ЮОПи с непрерывной регенерацией катализатора. Эта технология хорошо зарекомендовала себя в мире и опробована на заводах в Баку и Уфе. Совершенствование этих установок должно идти по направлению увеличения выхода риформата и повышения октанового числа. Существующие на заводах установки риформинга с неподвижным слоем катализатора нуждаются в реконструкции с целью приблизить их показатели к показателям установок ЮОПи. [c.261]

При применении теоретических положений к промышленным процессам необходимо учитывать экономические факторы. Чтобы свести к минимуму потери и расходы, связанные с регенерацией кобальта, в заводских условиях оксосинтез проводят при таком реишмо температуры и давления, при котором находящийся в неподвижном слое катализатора металлический кобальт лишь медленно превращается в растворимые карбонилы. Потери кобальта из твердых катализаторов обычно восполняются добавлением к твердой основе эквивалентного количества кобальта в виде растворимых солей, таких, как нафтенат и стеарат. [c.291]

Сравнение экспериментальных и расчетных данных по регенерации неподвижного слоя катализатора [c.151]

Система уравнений (IX.2)—(IX.5) может быть численно решена на ЭВМ методом прогонки, однако использование численного решения затруднительно, если кинетические параметры, входящие в уравнение скорости, неизвестны. Ниже будет рассмотрено приближенное аналитическое решение подобной системы (регенерация неподвижного слоя катализатора), но сначала полезно для практических целей рассмотреть возможный метод расчета одного из этапов процесса [6]. [c.299]

Выбранные условия ведения процесса гидроочистки способствуют подавлению реакций дегидрирования, конденсации и уплотнения, поэтому катализатор способен выдержать цикл работы без регенерации длительное время (например, при гидроочистке прямогонного сырья более 8 тыс. ч), что позволяет осуществлять процесс в проточном, циклично действующем реакторе с неподвижным слоем катализатора. [c.81]

Время выгорания углистых соединений при регенерации неподвижного слоя катализатора К-5 в температурном интервале 300— 450 С определяют из выражения [c.218]

Так как заметные величины повышения температуры можно получить в отдельных зернах катализатора, то целесообразно было бы рассмотреть в общих чертах те эффекты, которые возникают при регенерации неподвижного слоя катализатора. Часто наблюдалось, что фактическое сгорание кокса во время регенерации в неподвижном слое ограничено довольно узкой реакционной зоной, которая проходит через слой и приводит к волне повышения температуры. Нагрев при регенерации газа, идущего на сжигание, в то время когда он проходит через ту часть слоя, из которой кокс уже выгорел, приводит к появлению перелома температурного профиля, существующего все время, пока этот профиль движется через слой. Таким образом, достигаемые при этом температуры могут значительно превысить температуры, возникающие только в отдельном зерне. Во мно-гих случаях расчетные характеристики реактора, в котором протекают как основная реакция, так и регенерация, определяются в основном регенерацией, при которой возможно появление критических режимов. Важным предметом рассмотрения в системах с четким движущимся фронтом является относительное положение фактической реакционной зоны и температурного фронта. Благодаря собственным свойствам слоя катализатора (включая эффективную теплопроводность слоя и различные процессы теплопереноса у стенки реактора) реакционная зона и температурный фронт не обязательно должны двигаться одновременно это может иметь важные следствия как при проведении самого процесса, так и при проектировании. [c.232]

Кроме трубчатых, возможны и другие конструкции аппаратов с неподвижным слоем катализатора и теплообменом в зоне реакции. В процессах, связанных с периодической регенерацией катализатора, конструкции реакторов особенно разнообразны. Это вызвано необходимостью приспособить конструкцию к зачастую резко различным условиям реакции и регенерации. [c.268]

Многие опубликованные работы по регенерации неподвижных слоев катализатора рассматривают явление повышения температуры. Это связано с влиянием повышения температуры на каталитическую активность и селективность. Повышение температуры является функцией величины температуры и координаты точки в слое и можно определить три различных максимума температуры. Это — максимум температуры в данной точке слоя в любой момент времени в течение регенерации максимум температуры в данный момент времени в пределах любой части слоя наконец, пик температуры, который можно определить как наибольшую температуру, достигаемую в течение всего процесса в любой точке слоя в любой момент времени. [c.233]

Реакция горения, протекающая в неподвижном слое катализатора и контролируемая диффузией. Регенерацию неподвижного слоя катализатора осуществляют, пропуская через слой поток воздуха, обогащенного азотом, и выжигая образовавшиеся в процессе работы реактора твердые углеродистые отложения. Реакция горения, по предположению, одностадийная, протекает на поверхности частиц катализатора и описывается следующей эмпирической формулой [c.621]

Получение надежных результатов моделирования и принятия на их основе технологических решений возможно только на базе теоретически обоснованной кинетической модели процесса. Такая модель уже создана для традиционных катализаторов крекинга, которые непосредственно не принимают участия в процессе окисления и не меняют своих химических свойств [3.30]. На базе этой кинетической модели разработаны достаточно корректные двухфазные диффузионные модели окислительной регенерации на уровне зерна и неподвижного слоя катализатора. [c.68]

Риформинг позволяет получать высокооктановый бензин из низкооктановой бензино-лигроиновой фракции за счет превращения большей части нафтенов и некоторого количества парафинов в ароматические соединения, а также удаления определенной части парафинов путем их газификации. В установках с кипящим слоем и непрерывной регенерацией катализатором служит окись молибдена, осажденная на глиноземе. В установках с движущимся слоем катализаторы—окись хрома и окись алюминия. В установках с неподвижным слоем катализатором является платина на носителе—окиси алюминия или алюмосиликате. [c.338]

РАСЧЕТ РЕГЕНЕРАЦИИ КАТАЛИЗАТОРОВ В ХИМИЧЕСКИХ РЕАКТОРАХ С НЕПОДВИЖНЫМ СЛОЕМ КАТАЛИЗАТОРА [c.135]

Первые установки каталитического крекинга представляли собой реакторы с неподвижным слоем катализатора. Сквозь слой катализатора были пропущены трубки, по которым циркулировали расплавленные соли. Вследствие непрерывного осаждения продуктов коксообразования на поверхности катализатора рабочий период между регенерациями составлял 10 мин, причем в течение этого периода выход продукта постоянно падал. В результате установка для фракционного разделения продуктов крекинга работала также периодически, а следовательно, неэффективно. Непрерывное течение процесса при периодическом режиме работы отдельных реакторов и- необходимая производственная мощность достигались созданием контактного узла, состоящего из двенадцати, аппаратов. С целью равномерного распределения сырья по всем реакторам исходная смесь подавалась в установку в виде паров. По мере старения катализатора и снижения активности производительность установки падала. [c.44]

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ РЕГЕНЕРАЦИИ В НЕПОДВИЖНОМ СЛОЕ КАТАЛИЗАТОРА [c.304]

По способу размещения и регенерации катализатора реакторы каталитического риформирования подразделяются на 1) реакторы с неподвижным слоем катализатора, приспособленные для работы в условиях цикличности период контактирования (реа-ции) — период регенерации 2) реакторы с движущимся слоем катализатора, циркулирующим по контуру зона контактирования — зона регенерации. В отечественных установках каталитического риформинга применяются только реакторы первого типа. [c.127]

Промышленные советские катализаторы риформинга выпускались для установок с неподвижным слоем катализатора. На установках с непрерывной регенерацией катализатора российские образцы не применялись. В настоящее время в России выпускаются катализаторы серий АП и КР. [c.280]

Почти все существующие модели регенерации закоксованного слоя катализатора относятся к неподвижному слою [146, 147, 149, 150, 160-162]. В принципе полная математическая модель нестационарного процесса в слое катализатора учитывает продольный и радиальный перенос тепла и вещества в слое катализатора, а также наличие температурных и концентрационных градиентов внутри пористого зерна, т. е. включает в себя модель (4.15)-(4.16) [159]. Математическое описание такой модели представляется очень сложной системой дифференциальных уравнений в частных производных. Поэтому, чтобы математически моделировать такой сложный процесс, как регенерация катализатора, обычно прибегают к ряду упрощающих допущений. [c.83]

Численный анализ регенерации неподвижного адиабатического слоя катализатора с помощью описанной выще модели дал следующие результаты. Выжиг кокса на зерне в лобовом участке слоя при входных температурах 450-500 °С протекает практически в кинетической области. По мере удаления от входа в регенератор градиенты распределения коксовых отложений по радиусу зерна увеличиваются. Начиная с расстояния примерно Vs от входа в регенератор, на зерне катализатора начальной закоксованности 3% (масс.) и выше реализуется режим послойного горения практически для любых концентраций кислорода х 5% (об.). Изменение распределения коксовых отложений в процессе выжига по радиусу зерна диаметром 4 мм в центре неподвижного слоя катализатора длиной 2 м при начальных условиях < = 5% (масс.), = = 500 °С-приведено на рис. 4.5. [c.85]

Проведенные расчеты показали, что для наиболее часто реализуемых на практике условий регенерации неподвижного слоя- 2 = = 1-3% (масс.), X = 2-5% (об.), Тд = 450-500 °С-больших перепадов температуры на зерне катализатора не наблюдается. Поэтому без существенной погрешности можно принять зерно изотермичным по радиусу, что позволяет упростить уравнение теплового баланса (4.13). Усреднив его по радиусу с учетом граничных условий (4.19), получим [c.88]

Для регенераторов с неподвижным слоем катализатора основная задача-обобщение и систематизация существующих подходов для разработки математической модели и на их базе-определение условий, при которых становится корректным то или иное упрощение полной модели. Для регенераторов со сплошным движущимся слоем необходима Дальнейшая апробация двухфазной диффузионной модели при расчетах режимов работы аппаратов различной конструкции одно-, двух- и трехзонных. Для регенераторов с псевдоожиженным слоем приемлемые варианты модели практически необходимо разработать заново. Надежным фундаментом для такой разработки является кинетическая модель процесса и модель выжига на уровне зерна. Однако в любом случае разработка должна быть ориентирована на двухфазные модели, т. е. на раздельный учет теплового и материального балансов для твердой фазы (катализатора) и газового потока. По-видимому, иные подходы вряд ли будут успешными для такого существенно нестационарного процесса, как окислительная регенерация катализаторов. [c.97]

РЕГЕНЕРАЦИЯ В НЕПОДВИЖНОМ СЛОЕ КАТАЛИЗАТОРА [c.98]

Многие гетерогенно-каталитические процессы проводятся на катализаторах, изменяющих свои свойства в ходе эксплуатации. Для осуществления таких процессов используются реакторы с неподвижным слоем катализатора, приспособленные для работы в условиях цикличности период контактирования — период регенерации, а также реакторы с движущимся катализатором, циркулирующим по контуру зона контактирования — зона регенерации. [c.119]

На заводе функционируют установки каталитического крекинга с микросферическим катализатором типа 1А-1М, термического крекинга, периодически работает установка гидрокрекинга (глубокой гидроочистки), установки гидроочистки дизельного топлива, установки каталитического риформинга прямогонных бензинов с блоком гидроочистки, комплекс по производству ароматических углеводородов, битумная установка. В 1981 г. фирмой Литвин и французской Техник была построена установка каталитического риформинга с непрерывной регенерацией катализатора для получения ароматических углеводородов. Поэтому сейчас на заводе работают установки риформинга двух типов-с неподвижным слоем катализатора и с непрерывной регенерацией катализатора. Имеется также производство масел с традиционным набором установок, производство синтетических жирных кислот. [c.136]

Консфукция регенератора в значительной степени определяется тем, в каком реакционном аппарате проводится основной процесс. Если основной процесс осуществляется в реакторе со сплошным движущимся или псевдоожиженным слоем катализатора, регенерацию проводят непрерывно в отдельном аппарате, так же как процесс в реакторе (т.е. в движущемся или псевдоожиженном слое). Напротив, для аппарата с неподвижным слоем катализатора реализуется, как правило, сменноциклический режим работы основной процесс и регенерация проводятся последовательно в одном и том же аппарате. Несмофя на многообразие консфукций регенераторов, в них есть одна общая часть-слой катализатора, математическое описание которого входит как составная часть в полную математическую модель аппарата. Модель процесса регенерации на зерне катализатора, базирующаяся на кинетической модели, в свою очередь, является составной частью модели слоя катализатора. Поэтому все недоработки на предыдущих уровнях-кинетическом [c.82]

Сырье в процессе крекинга распадается на газ, бензин, остаток (газойль) и кокс. Пары бензина и газойля вместе с газом отводятся на ректификацию, кокс отлагается на катализаторе, вследствие чего его активность постепенно снижается. Для регенерации катализатора к нему подводят воздух и выжигают кокс. Во избежание порчи катализатора необходимо строго соблюдать температурный режим регенерации. Чтобы неподвижный слой катализатора можно было попеременно использовать в процессе крекинга и регенерировать, необходимо систематически переключать аппарат, в котором находится катализатор, то на рабочий цикл, то на регенерацию. Такой способ ведения процесса неудобен и взрывоопасен, поэтому сейчас от него отказались и осуществляют крекинг в аппарате с движущимся слоем катализатора, который перемещается из реактора в регенератор, аналогично тому, как описано для непрерывного процесса коксования (стр. 61). Крекинг можно также проводить с кусковым и мелко измельченным катализатором, в последнем случае в реакторе образуется кипящий слой. [c.65]

При регенерации неподвижного слоя катализатора важно вьщержи-вать такие условия, чтобы максимальная температура в зоне горения не превышала значения, при котором дезактивируется катализатор. Обычно выдается следующая рекомендация для исключения перегревов в слое [75, 145, 149, 161] выбрать небольшую начальную концентрацию кислорода и по мере формирования фронта горения постепенно ее повышать. С другой стороны, как видно из рис. 4.7, разогревы в слое сильно чувствительны при невысокой начальной концентрации кислорода к входной температуре. Поэтому при условии образования фронта горения вьп-одным является снижение температуры газа на входе в регенератор [162]. Это позволяет уменьшить энергетические затраты на подогрев регенерационного газа и увеличить содержание в нем кислорода. Последнее обстоятельство позволит снизить расход регенерационного газа и уменьшить затраты на его циркуляцию. [c.87]

Зависимость 1п Св/Ск) от Ро, т приведена на рис. 64, из которого следует, что кажущаяся константа скорости выгорания углистых отложений при регенерации неподвижного слоя катализатора № 117 с размером частиц 0,8—3 мм при 500—600° С и начальном содержании угля 0,6—0,7 вес.% является величиной приблизительно постоянной, равной 0,25 атм секг . [c.146]

Современные системы крекинга с циркуляцией катализатора по конструктивному оформлению коренным образом отличаются от системы крекинга с неподвижным слоем катализатора. Современные установки с непрерывно действующими реакторами и регенераторами не только дешевле установок прежних конструкций, но и более гибки в экснлуатацпоином отношении. (На таких установках процессы крекинга углеводородов и регенерации катализатора могут проводиться как в мягких, так и в жестких температурных условиях, а активность поступающего в реактор катализатора может непрерывно поддерживаться на одном и том же желательном уровне путем ввода в систему свежего катализатора. [c.6]

В способах размещения и регенерации катализатора в последние годы также произошли значительные изменения. Если в первых промышленных установках каталитического риформинга сырье риформи-ровали в реакторах с неподвижным слоем катализатора без регенерации его в аппарате, то на современных установках, благодаря технологическим усовершенствованиям процесса и разработке новых высокоэффективных катализаторов, риформинг бензиновых фракций проводят в реакторных блоках с движущимся катализатором и его непрерывной регенерацией без остановки системы. В настоящее время в промышленной практике по способу размещения и регенерации катализатора используют следующие технологические схемы каталитического риформинга [1, 5] [c.45]

В процессах с движущимся катализатором, а особенно в кипящем слое, влияние гидродинамических факторов еще сильнее, чем в процессах с неподвижным слоем катализатора. Поэтому при их разработке целесообразнее всего исследовать различные стороны процесса отдельно. Активность и стабильность катализатора и кинетику химических превращений наиболее удобно исследовать на проточно-циркуляционных или других кинетических установках. Истираемость катализатора, скорость падения активности, условия регенерации следует изучать в специальных условиях. Целесообразно отдельно исследовать гидродинамические характеристики аппарата. Однако практически последнее редко удается осуществить полностью и с достаточной надежностью и поэтому пока часто нельзя обойтись без предварительного моделирования процесса в целом в лабораторных условиях. Поскольку при этом целью является фактически исследование не катализатора, а аппарата, то лабораторную аппаратуру грелательно выполнять в наибольших возможных размерах, чтобы устранить влияние стенок и других особенностей малых аппаратов. [c.418]

Технологический режим. Основные технологические параметры риформинга — объемная скорость подачи сырья, давленпе, кратность циркуляции водородсодержащего газа, максимальная температура процесса, а для установок с движущимся слоем катализатора — производительность узла регенерации, выбираются при проектировании установок. Объемная скорость подачи сырья составляет 1,5—2 ч- . Частные объемные скорости по ступеням реакции, число ступеней (обычно в пределах 3—5) выбираются с учетом качества сырья и требований к качеству катализата. Для современных установок характерно неравномерное распределение катализатора по реакторам. Для трехреакторного блока распределение катализатора составляет от 1 2 4 до 1 3 7, для четырехреакторного она может быть, например, 1 1,5 2 5 5. Снижение скорости подачи сырья приводит к уменьшению селективности процесса, понижению выхода катализата н водорода, повышению выхода углеводородно/о газа, снижению концентрации водорода в циркуляционном газе. Снижение рабочего давления риформинга повышает селективность процесса (рис. 2.2.3), способствуя реакциям ароматизации п. подавляя гидрокрекинг. Однако при снижении давления увеличивается скорость дезактивации катализатора за счет накопления на нем кокса (рис, 2,24, а). Первые промышленные установки каталитического риформинга были рассчитаны на рабочее давление 3,5—4 МПа. Применение стабильных полиметаллических катализаторов позволило снизить давление до 1,5—2 МПа на вновь проектируемых установках с неподвижным слоем катализатора и до 0,7—1,2 МПа на установках с движущимся катализатором. На действующих установках риформиига замена алюмоплатиновых катализаторов на полиметаллические позволяет снизить рабочее давление с 3,0— [c.132]

Рис. 4.7. Изменение максимального разогрева неподвижного слоя катализатора при регенерации в зависимости от времени контакта (а), начальрой закоксованности (б), концентрации кислорода (в) и входной температуры (г). )Сонцентрация кислорода % (об.) /-2,5 2-5 3-10 4-11

Установки платформинга низкого давления состоят из трех или четырех последовательно соединенных реакторов с неподвижным слоем катализатора. Перед каждым реактором установлен нагреватель. В процессе работы иногда приходится использовать резервный реактор. Делается это следующим образом. Все реакторы снабжены вентилями, позволяющими отсоединить тот или иной реактор от системы и провести регенерацию дезактивировавшегося катализатора. Этот реактор становится резервным, а взамен него в работающую систему подключают реактор со свежерегенерированным катализатором. Реактор, проработавший наибольшее время после регенерации, включают в начало системы, а реактор со свежерегенерированным катализатором - в конец. При таком способе подключения газовая смесь с минимальной концентрацией реагентов взаимодействует с наиболее активным катализатором. [c.89]

Известен и другой способ понижения температуры застывания керосиновых и газойлевых фракций — процесс каталитического крекинга (в присутствии водорода) длинных цепей парафиновых углеводородов как неразветвленных, так и слегка разветвленных. Селективность в отношении крекинга молекул парафиновых углеводородов разных размера и формы — особенность применяемого в данном процессе катализатора. Характеристика процеоса реактор с неподвижным слоем катализатора, давление — умеренное (2,1—4,2 МПа) температура — до 427 °С циркуляция газа с высокой концентрацией водорода для поддержания активности катализатора водород не расходуется длительность рабочего пробега между циклами окислительной регенерации от 6 до 24 месяцев в периоды между этйтли циклами осуществляется неокислп-тельная реактивация его в сравнительно мягких условиях сырьем могут служить газойлевые дистилляты, как предварительно очищенные, так и неочищенные с содержанием азота до 1000 млн- и серы до 3% содержание к-алканов в сырье может достигать 50% температура застывания газойля (360—410°С) понижается с -Ы8 до —12 °С при выходе целевого продукта около 82% (об.) и суммарном выходе нафты и фракции С4 до 18% (об.). [c.282]

Гидрокрекинг тяжелого остаточного сырья осуществляют по двухступенчатой схеме. При этом наряду с реакторами, содержащими неподвижный слой катализатора, применяют аппараты с трехфазным псевдоожиженным слоем (жидкая часть сырья — водород с углеводородным газом — суспидированный мелкодисперсный катализатор). При использовании реактора с псевдоожиженным слоем возможна регенерация катализатора путем частичного вывода его из процесса. [c.38]

Методика. Исследование скорости дегидрирования бутана проводилось на установке проточного типа с неподвижным слоем катализатора, состоявшей из вертикальной электропечи с кварцевым реактором диаметром 2 мм, систем подачи и замера газовых потоков, а также системы для замера и регулирования температуры. В реактор загружали 3—10 мл катализатора с размером частиц около 0,7 мм. Применялся бутан чистотой 99,2—99,6%. Температура в середине слоя катализатора поддерживалась с точностью 1°. Было найдено [14], что в условиях опытов активность катализаторов достигает максимальной величины спустя 4—10 мин от начала подачи бутана и далее остается постоянной в течение 15—20 мин. Поэтому во всех опытах в первые 10 мин газ выбрасывался в атмосферу, а общая длительность дегидрирования составляла 20—25 мин. Регенерация катализатора после каждого опыта проводилась воздухом при строго постоянных условиях (650 С). Снижение начального давления бутана достигалось разбавлением его очищенным азотом. Выходы бутилена, избирательность и коэффициент увеличения объема газа рассчитывались по составу полученного контактного газа. Образующийся уголь в расчетах не принимался во внимание, что практически не сказывается на величине выходов за цикл, но приводит к небольшому завышению избирательности (не более, чем 1 отн.%). При таком расчете отклонение избирательности от 1 вызывается только крекингом и, следовательно, по этой величине избирательности легко рассчитать скорость крекинга. В расчетах принимается, что исходный бутан содержит 100% н - С4Н1д, а под содержанием н - С4Нд фактически понимается сумма н - С4Н8 и [c.72]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология