Рис. 8 6 . Схема реакторного блока современной установки каталитичес кого крекинга фирмы «ЮОП»: I - лифт-реактор; 2 - двухступенчатый ре генератор; 3 - холодильник катализа тора; I - сырье; II - разбавитель; III - продукты реакцаи; IV — первичный воздух; V- вторичный воздух; VI - ды мовые газы; VII - водяной пар
Наиболее легко регулируемым и значимым параметром каталити ческого крекинга является темпе ратура. С повышением температу ры скорости всех реакций крекин га возрастают пропорционально энергий активаций их по закону Аррениуса, то есть температурным коэффициентам реакций. Следует еще отметить, что в процессе кре кинга одновременно с каталити ческими реакциями может иметь место протекание и нежелатель ных термических реакций (энергия активации которых выше, чем для каталитических реакций).
В процессе каталитического крекинга возможность для варь ирования временем контакта (или то же самое, что объемной (массо вой) скоростью подачи сырья) ог раничена узкими пределами из-за необходимости поддержания, с од ной стороны, заданной производи тельности по сырью, и, с другой, требуемой глубины конверсии.
Снижение (или увеличение) т можно компенсировать соответствующим повышением (или пони
жением) температуры крекинга, как это часто применяется в некото рых химико-технологических процессах, но в тех, в которых протекает одна простая химическая реакция.
В случае сложного многостадийного процесса каталитического крекинга нефтяного сырья по причине того, что энергии активации отдельных первичных и вторичных реакций крекинга различаются весьма существенно, идентичной компенсации антибатного влияния т и Т на выход и качество продуктов не может быть достигнуто, за исключением глубины конверсии сырья.
Рис. 8.7. Поверхность отклика по выходу бензина в зависимости от тем пературы и фиктивного времени реа гирования при крекинге вакуумного дистиллята на шариковом цеолитсо держащем катализаторе (цифры у кри вых - выход бензина в % масс.) (Дан ные В.М.Курганова)
474
Кратность циркуляции катализатора (КЦ1.) оказывает на конвер сию сырья и выход продуктов влияние, примерно аналогичное влия нию т: рост Кцк повышает глубину конверсии примерно так же, как при увеличении т. Исключение составляет выход кокса на сырье, ко торый возрастает пропорционально Кцк, но при этом удельное со держание кокса на катализаторе несколько снижается и соответ ственно возрастает средняя активность катализатора.
Если гетерогенный каталитический процесс крекинга осуще ствляется в реакторе интегрального типа, например в лиф т-ре акторе, и проводится в кинетической или близкой к ней области реагирования (как это имеет место при крекинге на микросферическом ЦСК), а также его скорость лимитируется реакцией 1-го порядка (как, например, мономолекулярной реакцией пер вичного крекинга с образованием карбений ионов), то для кине тического описания этого исключительно сложного процесса бу дет применимо уравнение типа (8.12) (см. § 8.4). А процесс ката литического крекинга, осуществляемый в безградиентном реак торе (то есть в реакторе с псевдоожиженным слоем), можно бу
дет о п и сы вать ки н ети чески м уравнением типа (8.12 , б).
Из вышеизложенного следу ет, что при варьировании опера тивными параметрами процесса каталитического крекинга выход ные показатели крекинга будут изменяться по сложным и часто экстрем альны м зависим остям . Это обстоятельство обусловлива ет необходимость оптимизации
Фиктивное время реагирования, ч технологических парам етров с
целью достижения максимально го выхода целевых продуктов вы сокого качества. Пример опреде ления максимального выхода бен зина при крекинге вакуумного газойля на шариковом ЦСК пред ставлен на рис. 8.7.