Моделирование процесса окислительной регенерации с учетом влияния паров воды

Доклады Башкирского университета. 2020. Том 5. № 5. С. 311-321.

Авторы


Губайдуллин И. М.*
Институт нефтехимии и катализа ИНК УФИЦ РАН; Уфимский государственный нефтяной технический университет
Россия, Республика Башкортостан, 450075 г. Уфа, проспект Октября, 141; Россия, Республика Башкортостан, 450064 г. Уфа, улица Космонавтов, 1
Дубинец О. В.
Уфимский государственный нефтяной технический университет
Россия, Республика Башкортостан, 450064 г. Уфа, улица Космонавтов, 1

Абстракт


Статья посвящена исследованию и моделированию процесса окислительной регенерации закоксованных катализаторов каталитического крекинга. Известно, что при проведении гетерогенно-каталитических процессов активность используемых катализаторов снижается вследствие образования коксовых отложений на их активной поверхности. Поэтому осуществление регенерации становится важным этапом, решающим проблему дезактивации катализаторов. Стадия регенерации характеризуется взаимодействием углерода с кислородом, а также паров воды под воздействием высоких температур. Но следует помнить, что выжиг коксовых отложений не начинается сразу после подачи кислорода. Сначала накапливается промежуточное нестабильное соединение углерода с кислородом. После индукционного периода происходит горение кокса, сопровождающееся образованием окиси и двуокиси углерода. В ходе исследования проводилось варьирование начальных концентраций кислорода и паров воды и учитывалось их влияние на скорость протекания процесса. Очень важно, чтобы любой промышленный процесс не наносил ущерб экологии окружающей среды, поэтому важно следить за выделяющимися газами в ходе процесса. Анализ данных показывает, что при добавлении воды в ходе регенерации скорость горения углерода будет осуществляться быстрее, чем при продувке кислородом. Количество выделяющегося угарного газа при добавлении воды меньше.

Ключевые слова


  • выжиг кокса
  • химическая реакция
  • кинетическая модель
  • математическое моделирование

Литература


  1. Масагутов Р. М., Морозов Б. Ф., Кутепов Б. И. Регенерация катализаторов в нефтепереработке и нефтехимии. - М.: Химия, 1987. 144 с.
  2. Прокопюк, С. Г. Промышленные установки каталитического крекинга / С. Г. Прокопюк, Р. М. Масагутов. - М.: Химия, 1974. - 173 с.
  3. Губайдуллин И. М. Математическое моделирование динамических режимов окислительной регенерации катализаторов в аппаратах с еподвижным слоем.: дис. … канд. ф.-м. наук: 05.13.16: утв. 22.04.96. - У., 1996. - 109 с.

Modeling the oxidative regeneration process taking into account the effect of water vapor

Authors


Gubaydullin I. M.*
Institute of Petrochemistry and Catalysis, Russian Academy of Sciences; Ufa State Petroleum Technical University
141 Prospekt Oktyabrya, 450075 Ufa, Republic of Bashkortostan, Russia; 1 Kosmonavtov, 450064 Ufa, Republic of Bashkortostan, Russia
Dubinets O. V.
Ufa State Petroleum Technical University
1 Kosmonavtov, 450064 Ufa, Republic of Bashkortostan, Russia

Abstract


The article is devoted to the study and modeling of the process of oxidative regeneration of coked catalysts for catalytic cracking. It is known that during heterogeneous catalytic processes, the activity of the catalysts used decreases due to the formation of coke deposits on their active surface. Therefore, the implementation of regeneration becomes an important stage that solves the problem of deactivation of catalysts. The regeneration stage is characterized by the interaction of carbon with oxygen, as well as water vapor under the influence of high temperatures. However, it should be remembered that coke burning does not start immediately after oxygen is supplied. First, an unstable intermediate compound of carbon with oxygen accumulates. After the induction period, coke combustion occurs, accompanied by the formation of carbon monoxide and carbon dioxide. During the study, the initial concentrations of oxygen and water vapor were varied and their effect on the rate of the process was taken into account. It is very important that any industrial process does not harm the ecology of the environment, therefore it is important to monitor the gases emitted during the process. Analysis of the data shows that when water is added during regeneration, the rate of carbon combustion will be faster than when blowing with oxygen. The amount of carbon monoxide emitted when water is added is less.

Keywords


  • coke burning
  • chemical reaction
  • kinetic model
  • mathematical modeling