На схеме теплового баланса установки FCC продемонстрирована тепловая связь между реактором и регенератором.
Аналогично другим крупным промышленным технологическим установкам, режим эксплуатации установки FCC является по сути адиабатическим. Общий тепловой баланс может быть записан в следующем виде:
Данная формула является сильно упрощенной и учитывает только основные тепловых составляющих, описывает общий тепловой баланс реактора и регенератора. Энергии, которая вырабатывается при выжиге кокса в регенераторе, хватает для удовлетворения всех тепловых нужд реактора и регенератора.
Теплота расходуется:
- чтобы подогреть сырье и рецикл до температуры реагирования;
- на перевод в паровую фазу сырья и рецикла;
- для обеспечения реакций, протекающих с поглощением тепла;
- чтобы покрыть побочные тепловые нужды реактора;
- на восполнение потерь в реакторе;
- чтобы восполнять потери в регенераторе.
Циркулирующий катализатор становится средой, которая выполняет перенос из регенератора тепла, требуемого для покрытия нужд реактора, весь тепловой дефицит которого компенсируется за счет разницы энтальпий восстановленного и отработанного (закоксованного) катализаторов.
Кратность циркуляции катализатора - важный рабочий параметр, так как катализатор, помимо обеспечения процесса тепловой энергией, оказывает влияние на глубину конверсии пропорционально своей доли в реакторе относительно количества сырья - соотношение катализатор/сырьё.
На практике пропорция катализатор/сырьё непосредственно не управляется: изменение опосредованно зависит от набора значений ключевых параметров эксплуатации. Например, чтобы увеличить соотношение катализатор/сырьё необходимо поднять температуру в реакторе, а также охладить регенератор или уменьшить предварительный подогрев сырья.
Когда показатели процесса корректируются так, что увеличивается пропорция катализатор/сырьё, обычно происходит и увеличение глубины конверсии.
Обычно массовая пропорция катализатор/сырьё непосредственно связана с балансом тепла установки. Одно из интересных исключений происходит, когда отработанный катализатор из реактора подается обратно в зону взаимодействия с сырьем по байпасу регенератора.
Такой способ, называемый технологией RxCat и разработанный UOP, позволяет повысить соотношение катализатор/сырьё в зоне реакции, хотя частично катализатор теперь имеет более высокое содержание углерода. Технология RxCat нужна в тех случаях, когда есть высококачественное сырьё с незначительным выходом кокса и требуется повысить интенсивность крекинга или увеличить выход низкокипящих алкенов.
Если статья была вам интересной и полезной, ставьте лайк, а если хотите ежедневно получать новые статьи и узнавать больше о нефтепереработке, то подписывайтесь на канал.