ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Коксообразоваиие при крекинге. Глубина крекинга за однократный пропуск сырья и крекинг с рециркуляцией.. Материальный баланс крекинга из "Технология переработки нефти и газа. Ч.2" Влияние температуры на ход процесса термического крекинга следует рассматривать 1) как фактор воздействия иа скорость реакции крекинга 2) как фактор, определяющий фазовое состояние сырья и продуктов крекипга (жидкость — пары). [c.34] Процесс крекинга представляет собой совокупность реакций разложения и уплотнения молекул. В зависимости от области температур, в которой протекает процесс, а также от состава исходного сырья, будут преобладать те или другие реакции. Выше мы отмечали, что прп умеренных температурах преобладают реакции полимеризации, а при высоких — реакции расщепления. С повышением температуры скорость реакций обоего типа возрастает. Одиако скорость реакций разложения увеличивается быстрее, чем реакций уплотнения, и эта разница будет тем больше, чем выше температура. Применительно к нефтяному сырью, представляющему собой сложную смесь углеводородов, речь может идти о каком-то результирующем влиянии температуры, выраженном в виде большей или меньшей глубины, превращения (в частном случае — в изменении выхода бензина). [c.34] По аакону Вант-Гоффа, скорость химической реакции увеличивается вдвое при повышении температуры на 10° С. Ниже мы увидим, что этот закон применим для реакций крекинга только в ограничеи-пых пределах температур. Число градусов повышения температуры, которое необходимо для удвоения скорости реакции, называется температурным градиентом скорости реакции. Обозначим температурный градиент через а . [c.34] Это простое выражение позволяет подсчитать необходимую продолжительность процесса крекипга, если известна его продолжительность при любой другой температуре и температурный градиент скорости реакцни крекинга. [c.35] Пример. Необходимое время пребывания сырья в трубах реакционного змеевика крекинг-печи 3 мин-, средняя температура потока 470° С на сколько следует повысить температуру, чтобы получить ту же глубину разложения за 2 мин, если известно, что температурный градиент скорости крекинга а = 13° С. [c.35] Значения температурных градиентов различны для разных пределов температур и увеличиваются с повышением температуры. [c.35] Среднее значение энергии активации для термического крекинга соста ляет от 50 ООО до 60 ООО кал моль. Величины энергии активации каталитических процессов значительно пиже (так, энергия активапип каталитического крекинга равна от 12 ООО до 20 ООО кал/моль). [c.36] АТ = Г1 — Тз), отношение констант скорости реакции также падает, т. е. изменение температуры меньше влияет на скорость реакции и, следовательно, температурный градиент скорости реакции возрастает. [c.36] В табл. 6 приведены усредненные температурные градиенты скорости крекинга . [c.36] Левинтера , при термическом крекинге гудрона средняя энергия активации распада составляет 55 ООО кал1моль, а уплотнения — 30 ООО кал моль при этом температурные градиенты скорости реакций соответственно равны 15 и 28° С, т. е. реакции уплотнения значительно менее чувствительны к температуре, чем реакции распада. Таким образом, чтобы увеличить выход продуктов разложения (газа, бензина) и снизить выход продуктов уплотнения (остатка, кокса), в реакционной зоне следует по возможности иметь высокую температуру при соответственно небольшом времеии контакта. [c.37] В табл. 7 показан относительный выход продуктов разложения и уплотнения при крекинге цетана . [c.37] Из таблицы видно, что е увеличением температуры при практически одинаковой глубине превращения выход продуктов разложения увеличивается. Следует ожидать, что для каждого типа еырья существует область температур крекинга, в которой можно получить оптимальный материальный баланс процесса. Эксплуатация промышленных установок термического крекинга показала, что кокс отлагается главным образом в зоне умеренных, а не максимальных температур. [c.37] Основываясь на факте преобладания реакций распада в области высоких температур, К. П. Лавровский и А. М. Бродский предложили и разработали промышленный процесс так называемого высокоскоростного крекинга, осуществляемого в интервале температур от 700 до 1000° С (в зависимости от фракционного и химического состава сырья) при продолжительности реакции в среднем от 0,01 до 0,1 сек (подробнее см. гл. II). [c.37] Иное положение при крекинге тяжелого остаточпого сырья. В этом случае, как правило, сырье и продукты реакции паходятся в смешаниофазном состоянии (жидкость и пары). Чем выше температура, тем больше доля паровой фазы и тем, следовательно, больше удельный объем реакционной смеси (объем единицы массы, выраженный обычно в М 1кг). [c.38] С увеличением доли иаров численное значение о возрастает, пропорционально возрастает и требуемый реакционный объем. [c.38] Поскольку доля иаров изменяется практически в прямолинейной зависимости от температуры, а продолжительность крекиига уменьшается с повышением температуры по закону степенной функции, суммарный эффект температуры будет всегда положителен, т. е. с увеличением температуры необходимый реакционный объем всегда уменьшается. [c.38] При переработке тяжелых остаточных видов сырья в реакционной зоне наблюдается смешаннофазиый режим и кинетика процесса осложняется. Одиако остаточному сырью при крекинге свойственна небольп]ая глубина превращения поэтому вычисленные по уравнению мономолекулярной реакции константы скорости достаточно точны для технических расчетов. [c.38] Нельсон обобщил опытные дацные различных авторов в виде расчетного графика (рис. 3). График предназначен для самых разнообразных видов сырья — от этана до тяжелых нефтяных остатков — и позволяет вычислить относительную константу скорости крекинга для данной температуры. [c.38] Вернуться к основной статье