В реакторах с псевдоожиженным (кипящим) слоем микросфе-

Типы реакторов

На глубину конверсии сырья в значительной степени оказывает

влияние газодинамический режим контактирования сырья с катали-

затором, осуществляемый в реакторах различных типов.

В реакторах с движущимся слоем шарикового катализатора

катализ, массо- и теплообмен осуществляют фильтрацией прямотоком

в режиме, близком к идеальному вытеснению, т. е. в реакторе интеграль-

ного типа. К недостаткам реакторов этого типа следует отнести:

— катализ проводят на поверхности крупнозернистого катализатора,

что отдаляет процесс от чисто кинетической области реагирования;

— при прямотоке, в отличие от противотока, завершающую стадию кре-

кинга осуществляют на поверхности закоксованного катализатора

после потери им первоначальной активности;

— большое время контакта в реакторах этого типа (исчисляемое де-

сятками минут) приводит к ухудшению селективности крекинга

в результате интенсивного протекания вторичных реакций.

В реакторах с псевдоожиженным (кипящим) слоем микросфе-

рического катализатора катализ, тепло- и массообмен осуществляют

при идеальном перемешивании реактантов с катализатором в режиме,

характерном для безградиентных реакторов (т. е. дифференциального

типа). Как наиболее значимые достоинства реакторов этого типа сле-

дует отметить:

— высокую их удельную производительность;

— легкость транспортирования микросферического катализатора

и регулирования технологического режима;

— осуществление каталитического процесса в области, близкой к чисто

кинетической;

— отсутствие байпасных участков и градиента температуры в кипящем

слое и некоторые другие.

Из недостатков реакторов с кипящим слоем можно указать следую-

щие:

— неравномерность времени пребывания сырья в зоне реакции, в ре-

зультате некоторая часть сырья подвергается чрезмерному креки-

рованию до газа и кокса, а другая часть — легкому крекингу;

— среднее фиктивное время контакта, хотя и меньше, чем в реакторах

с движущимся слоем шарикового катализатора, но недостаточно

малое (3…15 мин), чтобы обеспечить максимально высокую селек-

тивность крекинга.

Реакторы каталитического крекинга перечисленных выше двух

типов в последние годы постепенно вытесняются более совершенны-__

ми типами — прямоточными реакторами с восходящим потоком

газокатализаторной смеси (лифт-реактор). По газодинамическим

характеристикам этот реактор приближается к реакторам идеального

вытеснения (т. е. интегрального типа), более эффективным для ката-

литического крекинга по сравнению с реакторами с псевдоожиженным

слоем катализатора. При этом время контакта сырья с ЦСК благодаря

высокой активности снижается в лифт-реакторе примерно на два по-

рядка (до 2…6 с). Высокая термостабильность современных катализа-

торов (редкоземельных обменных форм цеолитов или бесцеолитных

ультрастабильных и др.) позволяет проводить реакции крекинга при

повышенных температурах и исключительно малом времени контакта,

т. е. осуществить высокоинтенсивный («скоростной») жесткий крекинг

(подобно процессам пиролиза).

Заметно улучшаются выходы и качество продуктов крекинга при

использовании системы «лифт-реактор + форсированный псевдоожи-

женный слой» для цеолитсодержащих катализаторов.

Дополнительного улучшения выходных показателей крекинга (т. е.

глубины конверсии и качества продуктов) на современных зарубежных

установках каталитического крекинга достигают:

— применением современных высококачественных катализаторов;

— переходом на лифт-реакторы без форсированного псевдоожижен-

ного слоя, но заканчивающиеся разделительными циклонами;

— переходом на многоточечный ввод сырья в лифт-реактор и др.

Регенераторы предназначены для непрерывной регенерации за-

коксованного катализатора путем выжига кокса кислородом воздуха

при температуре 650…750 °С. На установках с движущимся слоем ка-

тализатора регенерацию шарикового катализатора проводят в много-

секционном аппарате, снабженном для снятия избытка тепла водяными

змеевиками, соединенными с котлом-утилизатором.

Регенерацию закоксованного катализатора на установках с микро-

сферическим катализатором осуществляют в аппаратах с псевдоожи-

женным слоем. При выжиге кокса выделяется большое количество

тепла (25 000…31 500 кДж/моль, т. е. 6000…7500 ккал/кг кокса). Угле-

род кокса сгорает до СО и СО2 , причем их соотношение зависит от

химического состава катализатора и реакционной способности кокса.

При значительной концентрации СО возможно возникновение ее не-

контролируемого догорания над слоем катализатора, что приводит

к прогару оборудования. Введением в состав катализатора небольших

добавок промоторов окисления устраняют образование СО. При этом

возрастает экзотермичность горения кокса. Тепло, выделяющееся при__

регенерации, частично выводят газами регенерации, а большую часть

расходуют на разогрев гранул катализатора.

При регенерации в псевдоожиженном слое катализатора практи-

чески устраняется возможность локальных перегревов, что позволяет

проводить регенерацию при более высокой температуре, тем самым

ввести в реактор более высокопотенциальное тепло и при необходи-

мости сократить кратность рециркуляции катализатора.

На установках каталитического крекинга сырья с высокой коксуе-

мостью регенерацию катализатора осуществляют в двухступенчатых

регенераторах, снабженных холодильником для снятия избыточного

тепла. Это позволяет раздельно регулировать температурный режим

как в регенераторе, так и в реакторе.

На рис. 6.3…6.5 представлены схемы реакторного блока отечествен-

ных установок каталитического крекинга с псевдоожиженным слоем

катализатора и установки каталитического крекинга лифт-реакторного

типа фирмы «ЮОП».

6.3. Схема реакторного блока установки

каталитического крекинга с движущимся

слоем шарикового катализатора (43-102):

1 — реактор; 2 — регенератор; 3 — сепараторы;

4 — дозеры; I — сырье; II — продукты крекинга;

III — воздух; IV — водяной пар; V — дымовые

газы; VI — вода

Рис. 6.4. Схема реакторного блока

современной установки каталитического

крекинга фирмы «ЮОП»:

1 — зона подъема катализатора; 2 — сырье-

вой распылитель; 3 — переточное устройство

с восходящим потоком идеального вытесне-

ния; 4 — лифт-реактор; 5 — регенератор

Рис. 6.5. Схемы реактивного блока отечественных установок каталитического крекинга

с псевдоожиженным слоем шарикового катализатора:

а — 1А/1М; б — 43-103; в — ГК-3; 1 — реактор; 2 — регенератор; I — сырье; II — водяной пар;

III — воздух; IV — продукты крекинга; V — дымовые газы

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: