Каталитический крекинг газойлевых фракций с подвижным слоем катализатора осуществляется при следующих условиях:
Размеры подвижного слоя катализатора в реакторе установки каталитического крекинга определяют следующим образом.
1. Вычисляют объем (υк.р, м3) и массу (Gк.p, кг) катализатора, находящегося в реакторе, по формулам
где Vс- объем поступающего сырья, м3/ч; ω- объемная скорость подачи сырья в реактор, ч-1; ρнас - насыпная плотность катализатора, кг/м3.
2. Массу циркулирующего катализатора (Gк.ц, кг/ч) подсчитывают из теплового баланса реактора или по формуле
где Gс- масса сырья, поступающего в реактор, кг/ч; Хк - выход кокса на сырье, % масс.; Х'к- допустимое отложение кокса на катализаторе, % масс.
3. Находят продолжительность (τ, мин) пребывания катализатора в реакторе по формуле
4. Определяют высоту (H, м) слоя катализатора по формуле
где и -линейная скорость движения катализатора в реакторе, м/с.
5. Находят площадь (F,м2) поперечного сечения реактора
|
|
и диаметр реактора [формула (27)].
Размеры регенератора установки каталитического крекинга с подвижным слоем катализатора определяют следующим образом.
1. Подсчитывают массу циркулирующего катализатора по формуле (71).
2. Определяют объем (υ/k.p., м3) и массу (G/к.р, кг) катализатора, находящегося в регенераторе, по формулам
где K - интенсивность выжигания кокса, кг/м3 слоя в 1 ч.
3. Находят продолжительность (τ, мин) пребывания частиц катализатора в регенераторе по формуле (72).
4. Подсчитывают высоту регенератора (H, м) по формуле (73).
5. Определяют площадь (F, м2) поперечного сечения регенератора
6. В зависимости от избранной формы поперечного сечения регенератора находят диаметр или сторону квадрата.
Для составления теплового баланса регенератора необходимо определить теплоту неполного сгорания кокса и расход воздуха. Для подсчета теплоты Qнр,кДж/кг) неполного сгорания кокса можно пользоваться формулой
где Н/С - соотношение числа атомов водорода и углерода в молекуле углеводорода; υ СО2 -объемная доля СО2 в смеси с СО.
Массу кислорода (g1кг/кг), необходимого для сжигания 1 кг кокса в регенераторе определяют по формуле
где υ СО - объемная доля СО в смеси с СО2, n - число атомов водорода в элементарной частице кокса; mCHn — масса элементарной частицы кокса, кг.
Массу воздуха, необходимого для сжигания 1 кг кокса в регенераторе (g2, кг/кг), определяют по формуле
где 0,23 - массовая доля кислорода в воздухе, е - степень использования кислорода.
Пример 1. Производительность установки каталитического крекинга с подвижным слоем катализатора составляет 1000 т/сут по сырью. Определить диаметр реактора и высоту слоя катализатора в нем, если известно: сырьем установки является газойль плотностью d204 =0,878; выход кокса Хк =5,9% масс, на сырье; объемная скорость подачи сырья ω=2,0 ч-1; насыпная плотность катализатора ρнас=0,7 т/м3; допустимое отложение кокса на катализаторе Хк =2,0% масс.; линейная скорость движения катализатора в реакторе и =0,008 м/с.
|
|
Решение. Подсчитывают часовую производительность установки
или
Определяют объем и массу слоя катализатора в реакторе по формулам (69) и (70)
Массу циркулирующего катализатора определяют по уравнению (71)
Продолжительность пребывания катализатора в реакторе находят по уравнению (72)
Определяют высоту слоя катализатора в реакторе по уравнению (73)
Находят сечение реактора по уравнению (74) и диаметр по формуле (27)
Пример 2. На установке каталитического крекинга с подвижным слоем катализатора перерабатывают 1000 т/сут газойля. Определить размеры регенератора и продолжительность пребывания в нем частиц катализатора, если известно: насыпная плотность катализатора ρнас=0,7т/м3; линейная скорость движения частиц катализатора в регенераторе и =0,004 м/с; интенсивность выжигания кокса К=15 кг/м3 слоя в 1 ч; допустимое отложение кокса на отработанном катализаторе Х′к=2%; выход кокса Хк=5,9% масс. на сырье.
Решение. Определяют массу циркулирующего катализатора по уравнению (71)
Подсчитывают объем регенератора и массу находящегося в нем катализатора по уравнениям (75) и (76)
Определяют продолжительность пребывания частиц катализатора в регенераторе по уравнению (72)
Находят высоту регенератора по уравнению (73)
Подсчитывают сечение регенератора по уравнению (77)
Принимают регенератор квадратного сечения и находят его сторону
Пример 3. Определить массу воздуха, необходимого для сжигания 1 кг кокса в регенераторе установки каталитического крекинга, если элементарная формула его [СН0,6]n. В процессе горения вовлекается 90% введенного кислорода и отношение СО к СО2 в дымовых газах 35: 65.
Решение. Определяют массу кислорода, необходимого для сжигания 1 кг кокса, по формуле (79)
Определяют массу необходимого воздуха по формуле (80)