Регенерация тепла катализаторов при крекинге

Фиг. 75. Схема регенерации тепла на крекинг-установке с неподвижным катализатором.

Особое внимание следует уделить вопросу регенерации тепла на установках каталитического крекинга. Выжиг смолисте-коксо-вых отложений на, поверхности катализатора создает огромные ресурсы дополнительного тепла. Тепло дымовых газов в настоящее время используется для получения водяного пара высокого давления путем установки на потоке дымовых газов котлов-утилизатор ов. Дымовые газы, отходящие из регенератора, содержат от 4,5 до 10% объемн. окиси углерода СО. Дополнительное сжигание СО в других специальных котлах-утилизаторах, позволит сэкономить большое количество топлива на производство водяного пара и уменьшить отравление атмосферы угарным газом. Покажем это на примере. [c.83]

Особенностью этих процессов (примером может служить каталитический крекинг) являются сравнительно быстрое отравление катализатора из-за отложений на его поверхности кокса и необходимость периодической регенерации катализатора путем выжига кокса. Проведение химической реакции и регенерации катализатора может быть осуществлено в одном и том же периодически переключающемся аппарате или в двух различных аппаратах — реакторе и регенераторе. В первом случае катализатор неподвижен, а для обеспечения непрерывности работы установки сооружается два или большее число аппаратов. В то время, как один аппарат используется как реактор, в другом осуществляется регенерация катализатора затем аппараты взаимно переключаются. Во втором случае катализатор непрерывно перемещается из реактора, где осуществляется нефтехимический процесс, в регенератор, где с катализатора выжигается кокс. После регенерации катализатор поступает в реактор. В процессе регенерации температура катализатора повышается, он аккумулирует часть выделившегося тепла, которое в дальнейшем целиком или частично используется на осуществление эндотермической реакции, что приводит к понижению температуры катализатора. В этом случае катализатор одновременно используется и как теплоноситель. В процессе регенерации выделяется значительное количество тепла, часть которого отводится и используется, например, для получения водяного пара. [c.640]

Вследствие экранизации активных центров ЦСК коксовыми отложениями активность катализатора крекинга быстро снижается. Эта дезактивация является обратимой, так как после окислительной регенерации первоначальная активность практически полностью восстанавливается. При этом тепло регенерации полезно используется для обеспечения теплового баланса в системе. Кроме того, образующийся при выводе из сырья избытка углерода водород полезен в реакциях Н —переноса, тем самым для увеличения выхода бензина на сырье и повышения его химической стабильности. [c.122]

Катализатор поддерживается в псевдоожиженном состоянии в секциях крекинга сырья, отпарки катализатора и регенерации его. Катализатор выводится из кипящего слоя I (рис, 96) регенератора и поступает через два стояка 2 и клапаны 3 в низ реактора. Уровень слоя 4 катализатора в реакторе поддерживают на достаточной высоте, чтобы обеспечить желательную глубину разложения сырья. Предварительно нагретое сырье, равномерно распределяемое форсунка.ми по нижнему сечению реактора, полностью испаряется и крекируется за счет тепла горячего катализатора. Вместе с сырьем в реактор вводится водяной пар. [c.188]

В случае регенерации железоокисного катализатора этот перегрев будет выще за счет того, что при окислении самого катализатора выделяется дополнительное количество тепла. Теплота сгорания кокса (около 33310 кДж/кг) значительно превышает теплоту окисления железа (табл. 3.1), но содержание кокса на катализаторе обычно составляет несколько процентов, и поэтому суммарный тепловой эффект горения кокса будет сравним с суммарным тепловым эффектом окисления железа катализатора. Это может привести к значительно большему, чем при каталитическом крекинге, кратковременному перегреву зерна катализатора, что является нежелательным по ряду причин. [c.79]

Регенерация катализатора аналогична регенерации в процессе крекинга. Температура регенерации 593—620° С. Тепло регенерации может быть использовано как для получения пара, так и для нагрева исходного сырья. [c.252]

Скорость выгорания кокса на катализаторах крекинга зна-тельно меньше скорости процесса крекинга. Поэтому уже с самого начала развития каталитического крекинга технологические условия того или иного метода определялись прежде всего способом регенерации катализатора. В результате усовершенствование технологии регенерации были разработаны способы, которые дали возможность использовать для проведения процесса крекинга тепло, выделяющееся при сгорании углеродистых отложений на катализаторе. [c.48]

Основными факторами, определяющими скорости реакций окисления кокса на катализаторах крекинга, являются температура и давление в регенераторе, удельный расход воздуха и содержание в нем кислорода, начальное содержание и элементный состав кокса, условия его образования (сырье, режим крекинга), свойства катализатора, эффективность массо- и теплообмена в системе регенерации, парциальное давление водяного пара. На современных установках количество кокса на катализаторе, подвергаемом окислению воздухом, составляет в зависимости от сырья до 2% мае. Тепло, выделяемое при регенерации, частично уходит с дымовыми газами, а большая его часть расходуется на разогрев катализатора. Главная задача при регенерации — не допустить перегрева катализатора во избежание необратимых превращений с ним. [c.46]

Так же, как и в ректорах для пылеотделения имеются циклоны, а по выходе из циклонов дымовые газы подвергаются очистке от пыли на электрофильтрах. При регенерации катализатора выделяется тепло, иногда намного превышаюш ее потребности установки для нагрева сырья в узле смешения. Утилизация излишнего тепла в регенераторе производится паровыми змеевиками, изготовленными из специальных сталей, устойчивых к абразивному износу. В некоторых случаях для снятия избыточного тепла используют выносные теплообменные аппараты, в которых циркулирует часть катализатора из регенератора. В других случаях понижают температуру подогрева сырья, осуш ествляют циркуляцию легкого газойля. В литературе имеются сведения о регулировании температуры регенерации за счет подачи во вторую зону регенерации кислородсодержаш его регенерационного газа, предварительно сжатого до 0,14-0,35 МПа и охлажденного с помощью хладоагента (для процесса типа R2R ). IFF запатентовал способ рекуперации тепла дымовых газов каталитического крекинга тяжелого сырья. Катализатор крекинга регенерируют в двух зонах. Дымовые газы из первой зоны поступают на многоступенчатую турбину, где давление в ступенях снижается по направлению движения газов. Дымовые газы из второй зоны регенерации направ- [c.79]

Во второй и третьей секциях осуществляются процессы каталитического крекинга и регенерации катализатора. Катализатор используется не только для ускоренья реакций извращения углеводородов, приводящих к получению желательных продуктов, но также для переноса кокса из реактора в регенератор и тепла из регенератора в реактор. Непрерывность циркуляции катализатора между вертикально расположенными реактором и регенератором и выполнение катализатором не одной, а трех упомянутых вьппе функций являются существенными характерными чертами современных установок каталитического крекинга. [c.11]

В газах регенерации порошкообразного катализатора на установках крекинга нефтяного сырья содержится много окиси углерода. Некоторые авторы [135] предлагают направлять эти газы в топочное устройство для сжигания СО с целью использования выделяющегося тепла для производства водяного пара. [c.73]

Селективное окисление СО (NaA). При проведении сильно эндотермических реакций обычно приходится сталкиваться с проблемами теплообмена, которые препятствуют достижению максимально возможных скоростей реакций и накладывают определенные ограничения на конструктивные особенности реакторов. В регенераторах катализаторов крекинга влияние теплообмена еще больше усиливается, поскольку кокс выгорает с образованием смеси окиси и двуокиси углерода. Реакция крекинга эндотермична, и тепловой баланс всей системы поддерживается за счет тепла, выделяющегося при регенерации. В большинстве установок каталитического крекинга в кипящем слое соотношение Oj СО лежит в пределах от 1 до 2. При сгорании угля до СО выделяется примерно на Уз тепла меньше, чем при сгорании угля до двуокиси углерода. Таким образом, при низких соотношениях СОг СО значительное количество тепла теряется. (На современных нефтеперерабатывающих заводах предусмотрено дожигание непрореагировавшей СО в специальных реакторах.) Если дожигание окиси углерода происходит в кипящем слое катализатора, непосред-, ственно в реакторе, выделяющееся избыточное тепло приводит к преждевременному разрушению аппаратуры. Раньше, чтобы увеличить соотнощения Oj Со, в катализаторы крекинга добавляли окислы переходных металлов, в частности окислы хрома, промотирующие реакции окисления. Однако эти промоторы обладали сущест- [c.304]

Регенерация катализатора осуществляется тем же способом, что и при каталитическом крекинге — выжиганием кокса в токе воздуха. Высокие коэффициенты теплопередачи при использовании псевдоожиженного катализатора имеют большое значение в процессе регенерации. Часть катализатора постоянно выводится из реактора и проходит через регенератор. Регенерация проводится при температуре 593—621° и давлении 14—17,5 ат. Выделяющееся при сгорании кокса тепло может быть использовано для получения пара или нагревания сырья, поступающего в реактор. Рабочий цикл завершается возвращением горячего регенерированного катализатора в реактор в виде псевдоожиженного потока. [c.647]

Геометрические размеры регенератора установки каталитического крекинга в кипящем слое катализатора определяют так же, ясак и реактора. Регенерация тепла дымовых газов путем дожига СО осуществляется в котле-утилизаторе. Последний состоит из двух вертикальных камер топочной (первичной) и вторичной. В топочной камере сжигается дополнительное топливо, и тепло передается змеевику труб, по которым движется вода. Трубы расположены вертикально по периметру топочной камеры. Во вторичной камере по трубам движутся дымовые газы, а по межтрубному пространству— паро-водяная смесь. Топку котла-утилизатора для дожигания окиси углерода [50] рассчитывают следующим образом. [c.174]

В современных установках для первой стадии дегидрирования парафинов используется комбинация регенеративного принципа использования тепла с непрерывной регенерацией движущегося катализатора. Катализатор выходит из реактора дезактивированным и поступает в регенератор, где кокс выжигают воздухом. За счет экзотермичности реакции катализатор разогревается и, поступая снова в реактор, служит там одновременно и катализатором и теплоносителем, компенсирующим затраты тепла на эндотермический процесс дегидрирования. Реакционные системы данного тина осуществлены в двух вариантах — с движущимся катализатором (термофор-процесс) и с псевдоожиженным слоем катализатора (флюид-процесс). Принципы их устройства были рассмотрены в гл. I при описании каталитического крекинга нефтепродуктов. Благодаря непрерывности их работы, рациональному использованию тепла и высокой производительности эти установки (особенно — флюид-процесс) получили наибольшее распространение. В реакторах с псевдоожиженным слоем пылевидного катализатора из-за его постоянного витания по всему объему аппарата происходит значи- [c.676]

В установках с неподвижным слоем время продувания и регенерации катализатора составляло 20 мин, т.е. в два раза превышало рабочий период катализатора, В качестве теплоносителей использовались расплавленные соли, которые циркулировали по трубам, проходящим в слое катализатора, и, нагреваясь в регенераторе, переносили тепло в реактор крекинга. Температура расплавленных солей ограничивалась интервалом 485-500°С, хотя часть гранул нагревалась до более высоких температур. В результате воздействия высоких температур регенерации частицы катализатора дают усадку, что приводит к уменьшению объема загруженного катализатора. Поэтому реакторы приходилось открывать и вводить свежие порции катализатора, [c.48]

Для применения этого метода используются в основном крекинг-камера с катализатором, камера сгорания (обычно пустая), в которой сгорает часть используемого углеводорода течение периода подогрева, и в некоторых случаях один или два котла-ути,лизатора для регенерации тепла (фиг. 9). [c.481]

В процессе каталитического крекинга активность алюмосиликатного катализатора существенно снижается вследствие отложения на нем образующегося кокса, поэтому на первых промышленных установках со стационарным катализатором крекинг вели в течение 10 мин при полном цикле работы 30 мин, из которых 10 мин затрачивали на регенерацию, а остальные 10 мин —на все вспомогательные операции, связанные с эвакуацией продуктов реакции крекинга и дымовых газов после регенерации катализатора, что необходимо для подготовки реактора соответственно к циклам крекинга или регенерации. Необходимость отвода значительного количества тепла в процессе регенерации катализатора при высоких температурах и кратковременные циклы работы реактора, как это имело место на установках каталитического крекинга со стационарным катализатором, обусловили большую сложность конструкции реактора. Сложность обусловлена значительной поверхностью теплообмена, выполненной в виде ребристых труб, необходимостью использования высокотемпературного (температура 460—480 °С) теплоносителя — расплавленных солей и применением большого числа сложных задвижек с элект- [c.554]

Крекинг сырья протекает с поглощением тепла. Наоборот, регенерация катализатора сопровождается большим тепловыделением часть этого тепла используется на реакцию крекинга. [c.58]

Катализатор, пройдя зону отпаривания водяным паром, по транспортной линии 5 поступает в регенератор 6 с псевдоожиженным слоем катализатора, куда одновременно воздуходувкой 3 через горизонтальный распределитель подается воздух, необходимый для регенерации катализатора. Регенерированный катализатор по трубопроводу 7 опускается в узел смешения с сырьем. Пары продуктов крекинга и газы регенерации отделяются от катализаторной пыли в соответствующих двухступенчатых циклонах и объединяются в сборных камерах, расположенных в верхней части аппаратов 6 и 10. Газы регенерации проходят паровой котел-утилизатор 9, где их тепло используется для выработки водяного пара. Затем они очищаются от остатков пыли в электрофильтре 8 и выводятся в атмосферу через дымовую трубу (на схеме не показана). [c.38]

Внизу регенератора расположен цилиндрический колодец 13 высотой 1—2 м с круговым распределителем водяного пара. Выходящий с большой скоростью из полого стержня клапана поток сырья засасывает из колодца 13 катализатор и транспортирует его со скоростью около 12 м/сек в реактор. Водяной пар вводится в колодец, чтобы избежать с пеживания катализатора и для удаления из последнего газов регенерации. Тепло регенерировапного катализатора используется для нагрева и испарения сырья и возмещения расхода тепла на реакцию крекинга. [c.182]

В нефтехимической промышленности широкое применение получили сменноциклические процессы с твердым катализатором, который используется одновременно и в качестве теплоносителя [1, 9, 10]. Особенностью этих процессов (нанример, каталитический крекинг) является сравнительно быстрая отравляемость катализаторов вследствие отложения на его поверхности кокса и необходимость в связи с этим регенерации путем выжи1а. Попеременное осуществление химической реакции и регенерации катализатора может быть осуществлено либо в одном и том же периодически переключающемся аппарате, либо в двух различных аппаратах — реакторе и регенераторе. В первом случае катализатор неподвижен, а для обеспечения непрерывности работы установки в целом сооружаются два пли большее число аппаратов когда в одном аппарате протекает химическая реакция, в другом в это время осуществляется регенерация катализатора, затем аппараты взаимно переключаются. Во втором случае катализатор непрерывно перемещается из реактора, где осуществляется нефтехимический процесс, в регенератор, где вын<игается с катализатора кокс, и наоборот. В процессе регенерации температура катализатора повышается и он аккумулирует часть выделившегося тепла, которое в дальнейшем целиком или частично используется на эндотермическую реакцию при этом температура катализатора понижается. Таким образом, твердый катализатор одновременно используется и как теплоноситель. Иногда при выделении значительного количества тепла в процессе регенерации и недостаточно большой массе катализатора для предотвращения недопустимого повышенпя температуры катализатора нри его регенерации часть тенла отводится и используется, например, для нолучения водяного пара. [c.625]

Процесс окисления кокса при регенерации катализаторов крекинга представляет собой совокупность последовательных реакций образования и распада углерод-кислородных комплексов с вьшелением продуктов окисления. Количество образующихся продуктов окисления, а следовательно, количество выделяющегося тепла в регенераторе зависит от многих факторов, из которых определяющими являются состав коксовых отложений и глубина окисления СО в СО2. Первичная реакция окисления коксовых отложений (распада поверхностных углерод-кислородных комплексов) дает практически постоянное соотношение СО2/СО = 1,0. Однако образующийся СО может реагировать с избытком кислорода, превращаясь в СО2 с выделением дополнительного количества тепла. [c.103]

В настоящее время в ГрозНИИ заканчиваются расчеты и эскизы совмещенного реактора-регенератора для легкого каталитического крекинга с применением обычного шарикового алюмо1си-ликатного катализатора, а в будущем с применением усовершенствованного гетерогенного шарикового катализатора. Разрабатываемый аппарат с внутренним диаметром 7,2 м и общей высотой 46 м состоит из двух одинаковых расположенных друг над другом секций, каждая из которых в свою очередь состоит из зон крекинга сырья и регенерации катализатора. ИсЦаренное сырье проходит двумя параллельными потоками через зону крекинга, регенерирующий воздух двумя параллельными потока Ми через зоны регенерации, а катализатор сверху вниз последовательно через чередующиеся зоны крекинга и регенерации. Движение газовых потоков и катализатора во всех зонах противоточное. Небольшой избыток тепла (около 40—50 ккал на 1 кг сырья) отводится из верхних частей ирекииговых зон при помощи циркулирующего газа (в количестве 9— 10% от сырья). Благодаря двухсекционной конструкции аппарата и двукратному использованию потока катализатора, циркуляция его сравнительно невелика и составляет., 2,3 1 по отношению к сырью. В условиях легкого каталитического крекинга, характеризующегося, как отмечалось выше, небольшим коксообразованием, "коксовая нагрузка на одну секцию ап- [c.219]

В работе [16] сообщается о специальных конструкциях регенераторов и методах регулирования процесса регенерации цеолитсодержащих катализаторов на установках каталитического крекинга типа Флюид . Эта система, имеющая название Ульт-ракат (или РДСО — регулируемое дожигание оксида углерода), обеспечивает снижение концентрации оксида углерода в дымовых газах с 10 до 0,05% и полную регенерацию катализатора.до остаточного содержания на нем кокса 0,02—0,05% (против 0,3—0,5% до внедрения указанной системы). Избыточное тепло, получаемое при этом, используется для собственных нужд крекинга. В этом случае исключается строительтво котлов дожига оксида углерода, а использование тепла сгорания СО позволяет снизить до 30% расход топлива на подогрев сырья и на. 20—25% выход кокса с соответствующим увеличением выхода целевых продуктов. По подсчетам фирмы Amo o (США), эко- [c.43]

Попеременное протекание химической реакции и регенерации катализатора (сменно-циклический процесс) может быть осуществлено либо в одном и том же периодически переключаемом аппарате (типа Гудри ), либо непрерывно в двух различных аппаратах—реакторе и регенераторе. В последнем случае катализатор непрерывно перемещается из реактора, в котором протекает основной процесс, в регенератор, где выжигается отложившийся кокс. В процессе регенерации температура катализатора повышается, и он аккумулирует часть выделившегося тепла это тепло в дальнейшем полностью или частично используется на эндотермическую реакцию крекинга, в результате которой температура катализатора понижается. [c.406]

Крекинг В кипящем слое катализатора проводится следующим юбразом. Измельченный до 20—100 мк (микросферический) катализатор вводится в поток паров сырья и увлекается им В реактор. Пройдя реактор, пары крекинг-продукта вместе с кятализатором поступают в циклон. Отработанный катализатор отделяется здесь от паров и направляется в регенератор, в который вдувается горячий воздух. Отделение регенериропапного. катализатора от продуктов горения происходит также в циклонах, откуда катализатор снова возвращается в реактор. В процессе регенерации вследствие сгорания кокса температура катализатора повышается и соприкасающиеся с ним пары сырья подогреваются. Тепло катализатора компенсирует расход тепла на эндотермические реакции крекинга. Работа установки для крекинга в кипящем слое катализатора изображена на рис. 28, где реактор и регенератор конструктивно объединены. Сырье подогревается в трубчатой печи. Отношение катализатора [c.74]

При осуществлении крекинга в неподвижном слое катализатора крекинг и регенерация осуществляются в одном аппарате. Эти опе-рации чередуются часто. Крекинг, регенерация и вспомогательные операции длятся по 10 мин. Крекинг идете аоглищением, а регене--рация — с выделением тепла. Поэтому в аппарате необходимо устанавливать теплообменные поверхности двух видов — для подвода тепла при крекинге и для отвода тепла при регенерации. По этим причинам установки с неподвижным слоем являются неэкономичными и развитие получили установки с псевдоожиженным или движущимся слоем катализатора. [c.94]

Ряд промышленных каталитических процессов, а при больших концентрациях сорбирующихся веществ и сорбционные процессы протекают со значительным выделением тепла. Это тепло обычно необходимо удалять из реактора во избежание перегрева шихты и изменения характера процесса в ненужном или вредном направлении. Так, например, при выжиге кокса с алюмосиликатных катализаторов крекинга в процессе их регенерации кислородом воздуха перегрев на несколько сотен градусов может разрушить структуру катализатора и привести к полной потере его активности. Другим примером может служить адсорбция паров летучих растворителей, где перегрев на несколько десятков градусов за счет выделяющейся теплоты сорбции может заметно снизить сорбционную емкость всего аппарата. [c.67]

Политропический процесс, протекающий с отводом или подводом тепла, когда скорость отвода или подвода тепла не пропорциональна количеству выделенного или поглощенного тенла. В рассматриваемом случае температура в реакторе также меняется от входа к выходу, но характер температурной кривой зависит в большей степени от работы поверхности теплообмена, чем от вида кинетической кривой. К полптропическим системам могут быть отнесены реакционные секции змеевиков печей термического крекинга и пиролиза, реакторы каталитического крекинга с неподвижным катализатором в процессе регенерации, змеевиковые реакторы полиэтилена ысокого давления и др. [c.263]

На установках каталитического крекинга в псевдоожиженном слое имеется возможность максимально использовать избыточное тепло регенерации катализатора для нагрева сырья, вследствие чего иногда сырье нагревают только в тенлообменных аппаратах. При небольших выходах кокса все избыточное тепло затрачивается на нагрев сырья. Ири больших выходах кокса часть тенла регенерация используется для производства водяного пара нутом установки в регенораторо змеевиков. [c.287]

Способы работы также часто различны. Как и в каталитическом крекинге, здесь различают три вида установок установки с неподвижным катализатором, в которых контакт находится в виде таблеток, установки с подвижным катализатором, в которых контакт, в большинстве случаев имеюш,ий форму шариков, непрерывно циркулирует через установку и реактивируется (регенерируется) в особой печи и, наконец, установки, работающие по принципу псевдоожиженного слоя, в которых катализатор находится в пылевидном состоянии и поддерживается парами бензина в постоянном завихренном движении. Так как процесс эндотермический, то часть необходимого тепла подводится за счет предварительного подогрева бензиновых паров циркулирующим водородом, а другая часть катализатором, который в процессе регенерации (выжигание кокса в струе воздуха) поглощает много тепла. [c.105]

На установках каталитического крекинга сырья с высокой коксуемостью регенерацию катализатора осуществляют в двухступенчатых регенераторах, снабженных холодильником для снятия избыточного тепла. Это позволяет раздельно регулировать темпе — ргпурный режим как в регенераторе, так и в реакторе. [c.130]