10.4.2.5 Кратність циркуляції водневмісного газу
Кратність циркуляції ВВГ – це об’єм водневмісного газу, що подається в реактор на одиницю об’єму сировини за нормальних умов. Кратність циркуляції ВВГ коливається в межах 900-1500 м3/м3. Розбавлення парів сировини воднем запобігає закоксовуванню каталізатора і сприяє збільшенню тривалості роботи каталізатора. З іншого боку, збільшення кратності циркуляції ВВГ пов’язане із зростанням енергетичних затрат на експлуатацію установки реформінгу. Кратність циркуляції ВВГ регулюється об’ємом ВВГ, що додається до сировини.
10.4.2.6 Перепад температури по висоті реактора
Температурний перепад по висоті реактора служить характеристикою активності каталізатора. По мірі відпрацювання каталізатора, відкладенню коксу на ньому, зниженню концентрацію водню у циркулюючому ВВГ перепад температур по висоті реактора зменшується. Перепад температури підтримується в межах 10 оС і контролюється п’ятьма термопарами.
10.4.2.7 Перепад тиску на каталізаторі
На шарі каталізатора існує завжди перепад тиску, який викликаний гідравлічним опором каталізатора. Зменшення або відсутність перепаду тиску свідчить про те, що в шарі каталізатора утворилися канали по яких рухаються пари сировинно-водневої суміші. Ця суміш проходить через каталізатор без суттєвої зміни структури, що є небажаним. Перепад тиску на каталізаторі контролюється дифманометром.
10.4.2.8 Температура стінок реактора
За допомогою термопар проводиться постійний контроль температури стінок реактора. Це зв’язано з тим, що при температурі вище 260 оС водень починає розчинятися у металі і змінює його структуру. Внаслідок цього матеріал стінок реактора втрачає свої початкові властивості і можливе утворення мікротріщин, через які проходить водневмісний газ.
10.5 Каталітичний крекінг
10.5.1 Призначення, суть і механізм процесу
Каталітичний крекінг служить для одержання компонентів моторних палив, сировини для нафтохімії, виробництва технічного вуглецю і коксу із важких нафтових фракцій з межами википання 350- 500 (540 °С).
Суть процесу полягає в тому, що сировина в реакторі змішується з гарячим каталізатором. Молекули сировини при контакті з поверхнею каталізатора розриваються (крекуються) з утворенням більш легких продуктів порівняно з вихідною сировиною. В умовах каталітичного крекінгу (температура 450-510 0С, тиск 0,1-0,3 МПа, каталізатор-аморфний або кристалічний алюмосилікатний) протікає велика кількість реакцій, серед яких визначаючими є: розрив вуглець-вуглецевого зв’язку, перерозподіл водню, ароматизація, ізомеризація, розрив і перегрупування вуглеводневих кілець, конденсація, полімеризація і коксоутворення. Механізм більшості реакцій каталітичного крекінгу найбільш задовільно пояснюється карбокатіонною теорією, згідно якої активними проміжними частинками є карбокатіони. Вони утворюються при гетеролітичному розриві зв’язків у молекулі вуглеводнів під впливом каталізатора або при приєднанні до вуглеводню електрондефіцитних кислотних груп каталізатора.
У схематичному вигляді основні напрями перетворення вуглеводнів при каталітичному крекінгу можна представити наступним чином:
Таким чином, найбільш активними вуглеводнями в умовах контакту з алюмосилікатним каталізатором є олефінові. Це пояснюється в першу чергу їх високою адсорбційною здатністю по відношенню до каталізатора. Реакції перерозподілу водню нарівні з розщепленням та ізомеризацією в значній мірі визначають якість продуктів крекінгу.