Реактор 1-R2001

Реактор-регенератор каталитического крекинга

I. Название работы

Реактор вытеснения

II. Задание

К=5 моль/л мин С_A^р= С_B^р=0,1 моль/л V^p=1,5л υ=30 л/ч

С⁰_NaOH: С⁰_ЭА=1:1, 1:2, 1:3, 1:4. Исследовать С⁰_NaOH: С⁰_ЭА на X_NaOH=f(τ)

III. Схема установки

1 -емкость с ЭА, 2 - емкость с NaOH, 3 - кондуктометр, 4 -панель управления,

5 -высокочастотный генератор, 6 -мост, 7,8 -сигнальные лампочки, 9,10 - ротаметры, 11- кондуктометрическая ячейка, 12 - реактор, А,Б,В - краны

IV. Таблицы опытных данных и расчеты

, K_(Tz)=KC_B , f=C_A0/C_B0

С^0NaOH: С^0ЭА	CA0	CB0	KCB	f
1:1	0,05	0,05	0,25
1:2	0,033	0,066	0,33	0,5
1:3	0,025	0,075	0,375	0,333
1:4	0,02	0,08	0,4	0,25

1:1	1:2	1:3	1:4
τ	хА	τ	хА	τ	хА	τ	хА
0,3	0,07	0,3	0,093	0,3	0,105	0,3	0,112
0,6	0,13	0,6	0,174	0,6	0,195	0,6	0,208
0,9	0,184	0,9	0,244	0,9	0,275	0,9	0,292
1,2	0,231	1,2	0,307	1,2	0,344	1,2	0,366
1,5	0,273	1,5	0,362	1,5	0,406	1,5	0,431
1,8	0,31	1,8	0,411	1,8	0,46	1,8	0,488
2,1	0,344	2,1	0,455	2,1	0,509	2,1	0,539
2,4	0,375	2,4	0,496	2,4	0,552	2,4	0,584
2,7	0,403	2,7	0,532	2,7	0,591	2,7	0,625
	0,428		0,564		0,626		0,661

Производительность реактора

1:1 V=(30*0,05)*0,428=0,642 моль/ч

1:2 V=(30*0,033)*0,564=0,558 моль/ч

1:3 V=(30*0,025)*0,626=0,469 моль/ч

1:4 V=(30*0,02)*0,661=0,397 моль/ч

(схема работы реактора - регенератора)

Гидроочищенный вакуумный газойль нагретый в теплообменной аппаратуре подается в реактор 1-R2001 через специальное устройство ввода в котором поток сырья смешивается с диспергирующим водяным паром и распыляется в виде мелких капель.

Хорошее перемешивание сырья и катализатора в зоне ввода сырья является ключом к успешному проведения каталитического крекинга.

Смесь сырья и водяного пара вводится в реактор в точке, близкой к вводу регенерированного катализатора Регенерированный горячий катализатор выходит с верхней части регенератора с t=700-750²С и перемещается вниз по катализаторпроводу.

В нижней части райзера реактора 1-R2001 катализатор подхватывается водяным паром и перемещается вверх к зоне ввода сырья. Таким образом в зоне ввода сырья кантактируют смесь распыленного сырья, водяного пара и горячей регенерированный катализатор.

В реакторе подогретое сырье контактирует с регенерированным катализатором.

В момент контакта процессы – нагрева и испарения сырья на поверхности горячего регенерированного катализатора и реакции крекинга проходят практически одновременно и с большой скоростью. Углеводороды немедленно испаряются, направляя смесь катализатора и паров в райзер-подьемник реактора.

В верхней части райзера реактора 1-R2001 пары углеводородов отделяются от катализатора в баллистическом сепараторедля сведения к минимуму нежелательных реакций крекинга.

В баллистическом сепараторе происходит резкое снижение скорости потока газопродуктовой смеси и большая часть отработанного катализатора под действием силы тяжести поступает в зону отпарки (стриппинг-камера реактора).

Газопродуктовая смесь из верхней части реактора проходит циклоны, в которых за счет действия центробежных сил улавливается остаточная катализаторная мелочь, и направляется в главную фракционирующую колонну 1-VС2002.

Отделенный в циклонах отработанный катализатор по опускным трубам так же попадает в стрипинг-камеру реактора. В стрипинг-камере катализатор движется вниз по решёткам, контактируя с восходящим потоком водяного пара, который десорбирует с поверхности катализатора все оставшиеся пары углеводородов.

Отпаренный катализатор из стрипинг-камеры реактора по катализаторопроводу через шиберную заслонку поступает в нижнюю часть камеры сгорания регенератора. 1-R2002

Регенератор 1-R2002 представляет собой аппарат, разделенный на 2 секции:

Нижняя секция является камерой сгорания.

В ней происходит:

а) смешение отработанного и циркулирующего катализатора с воздухом

б) а так же выжиг кокса

Воздух, необходимый для регенерации катализатора подводится с помощью главной воздуходувки 1-С2001. От воздуходувки поток воздуха проходит через распредилитель, расположенный в нижней части камеры сгорания регенератора, и подхватывает поступающий отработанный катализатор и поднимается вверх по камере сгорания

1-R2002, где и происходит выжиг кокса.

Камера сгорания работает в режиме восходящего потока псевдоожиженного катализатора. Причем процесс горения кокса начинается уже в райзере смешения.

Основная часть кокса выгорает в камере сгорания, при этом энергию, необходимую для начала проведения процесса, поставляет циркулирующий горячий катализатор.

Путем регулирования количества циркулирующего горячего катализатора, в камере сгорания осуществляется:

-контроль температуры в нижней части камеры сгорания;

-контроль плотности катализатора;

-контроль удельного потока катализатора;

-контроль времени пребывания катализатора в камере, что позволяет:

а) оптимизировать степень выжига кокса и регенерацию катализатора;

б) а также поддерживать t²C в нижней секции регенератора постоянный.

в) за счет теплоты сгорания t²C катализатора повышается до 700-750²С.

Теплота выделяемая в результате этого сгорания, обеспечивает необходимую для работы установки теплотуФункция регенератора – есть выжиг кокса и восстановление активности катализатора

.Работа регенератора влияет на режим работы реактора, так как частично регенерированный катализатор не обеспечивает требуемой активности катализатора, степени конверсии и влияет на распределение выхода продуктов.

Еще более важным является воздействие перепада температур в плотной фазе регенератора на отношение катализатор/сырье. Низкая t²C плотной фазы приводит к высокому расходу циркулирующего катализатора, что увеличивает как конверсию, так и выход кокса, но одновременно ограничивает мощность установки.

Регенератор рассчитан на работу с полным дожигом СО, при этом выделяется максимальное количество тепла, а катализатор имеет самую высокую температуру.

Это, в свою очередь, приводит к снижению кратности циркуляции катализатора и к снижению суммарного выхода кокса при заданных энергозатратах.

Катализатор будет чище и активнее, что компенсирует большую часть потенциального снижения конверсии за счет снижения расхода циркулирующего катализатора.

Меньший выход кокса означает также более высокий выход жидких продуктов.

Причем регенератор спроектирован таким образом, что при небольшом избытке кислорода полное сгорание СО происходит в его камере сгорания.

Однако при нарушении режимов горения кокса дожиг СО может переместиться в верхнюю зону регенератора, то есть в зону “ожиженной” фазы катализатора или в зону дымовых газов. Данных режим носит название “ позднего сгорания” окиси углерода.

Условие, известное как дожигание, происходит, когда невыжженный СО не начинает сгорать в

СО₂, пока дымовые газы не достигнут верхней части регенератора.

В этой зоне находится слишком мало катализатора который смог бы поглотить теплоту сгорания СО. Здесь дымовые газы нагреваются до чрезвычайно высоких температур,которые могут повредить циклоны и дымоходы..

Это проблема может быть решена путем циркуляции большого количества горячего катализатора из верхней секции регенератора в нижнюю, что увеличит степень выжыга кокса в камере сгорания.

Основными факторами влияющими на процесс выжига кокса являются:

- распределение воздуха

- состояние катализатора

- расход воздуха

- расход циркуляции катализатора камеры сгорания

Далее регенерированный катализатор транспортируется по райзеру камеры сгорания в баллистический сепаратор и через него в верхнюю секцию регенератора.

В баллистическом сепараторе за счет резкого снижения скорости дымовых газов и изменения направления потока регенерированный катализатор отделяется от газов регенирации.

Верхняя секция регенератора представляет собой накопительную емкость, где регенерированный катализатор накапливается в нижней части верхней секции регенератора.

В верхнюю часть регенератора предусмотрена подача воздуха для того, чтобы поддерживать регенерированный катализатор в ожиженном состоянии и для предотвращения его слёживаемости.

Если в регенератор не будет подаваться достаточное количество воздуха, то регенератор будет работать с запаздыванием по выжигу кокса Расход воздуха в регенератор должен быть отрегулирован так, чтобы в дымовых газах содержание O₂ составляло 1-4% об.

Газы регенерации (продукты сгорания) для удаления из них частиц катализатора проходят через 2-х ступенчатые циклоны и выводятся из регенератора в камеру снижения давления

Горячий регенерированный катализатор через шиберную заслонку 1-SV2002 из регениратора снова подается в реактор, и его циркуляция начинается сначала.

Пуск каталитического крекинга осуществляют на равновестном катализаторе,так как свежий катализатор обладает слишком высокой активностью для нормального протекания процесса каталитического крекинга

Давление в регенераторе регулируется с помощью заслонки на линии газов регенерации по перепаду давления между реактором и регенератором. Перепад давления в системе “реактор-регенератор” выбирается таким образом, чтобы приблизительно уровнять перепад давления на заслонках линий катализатора.

Дата добавления: 2015-06-04