14.5.3 Объемная скорость подачи сырья

Объемной скоростью называется отношение объема сырья и подаваемого в реактор в час, к объему катализатора.

Объемная скорость подачи сырья зависит от качества сырья, применяемого катализатора.

С увеличением объемной скорости уменьшается время пребывания сырья в реакторе и, наоборот, с уменьшением объемной скорости увеличивается время контакта паров сырья с катализатором, и, следовательно, углубляется степень очистки. Однако, с уменьшением объемной скорости уменьшается количество пропускаемого через реактор сырья, т.е. уменьшается производительность установки.

Проект установки основывается на рабочем режиме, обеспечивающем оптимальные показатели. Одним из критериев является массовый поток жидкости, проходящий через слой катализатора. При пониженной производительности могут возникнуть осложнения в работе установки вследствие гидравлических факторов (например, срабатывание регулирующих клапанов на закрытие и т.д.). Кроме того, распределение реагирующих веществ может стать неравномерным из-за образования каналов с более интенсивным потоком. По этим причинам установка не должна работать на производительности ниже минимально установленной в течение продолжительного времени. Минимальная производительность установки варьируется в зависимости от конкретного проекта и обычно составляет 50-70% от проектной мощности.

Поэтому для каждого вида сырья определяется максимально допустимая объемная скорость и процесс гидрокрекинга ведут именно при этой скорости подачи сырья.

При подборе объемной скорости учитывают не только фракционный и химический составы сырья, но и качество катализатора, а также другие показатели (температуру, давление), влияющие на степень гидрообессеривания. Для процесса легкого гидрокрекинга принята объемная скорость подачи сырья 1 м³/м³ч.

14.5.4 Кратность циркуляции водородсодержащего газа к сырью

Термодинамические расчеты показывают, что уже в присутствии теоретически необходимого количества водорода, реакции гидрирования могут протекать до практически полного завершения. Однако, скорость реакций при этом будет крайне мала, вследствие низкого парциального давления водорода.

Поэтому процесс гидрообессеривания проводят с избыточным количеством водорода.

При повышении содержания водорода в газосырьевой смеси скорость процесса увеличивается, однако заметное возрастание скорости реакции при этом происходит только до определенного предела.

Увеличение объема циркулирующего водорода снижает также коксообразование на катализаторе.

В настоящее время в промышленности применяется в основном одностадийный процесс легкого гидрокрекинга вакуумного газойля. Относительное количество подаваемого водородсодержащего газа выражается объемом циркулирующего газа в нормальных кубометрах, приходящихся на 1 м³ жидкого сырья.

Для процесса легкого гидрокрекинга принята кратность циркуляции водородсодержащего газа 570 нм³/м³ сырья.

Чистота рециркулирующего газа определяется следующими факторами:

- содержание водорода в циркуляционном газе не менее 75% объемных;

В большинстве случаев концентрацию Н₂ в подпиточном газе невозможно легко регулировать, так как она является фиксированной в рабочем режиме риформинга или на установке по производству водорода. Светлые углеводороды, присутствующие в рециркулирующем газе, поступают в систему с подпиточным газом дополнительно к тем, что образуются в реакторе. Для предотвращения накопления светлых в рециркулирующем газе выполняется их сброс из сепаратора высокого давления.

Количество требуемого водорода определяется следующими условиями:

1. Химическое потребление водорода – Водород поглощается во время реакций гидрообессеривания.

2. Потери на растворение – Выводимый из реакторного контура водород растворяется в жидких углеводородах, выходящих из сепаратора высокого давления.