ОПТИМИЗАЦИЯ КРАТНОСТИ ЦИРКУЛЯЦИИ КАТАЛИЗАТОРА В РЕАКТОРЕ РИФОРМИНГА С ДВИЖУЩИМСЯ ЗЕРНИСТЫМ СЛОЕМ СОЧЕТАНИЕМ НАТУРНОГО И ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОГО ЭКСПЕРИМЕНТОВ

При эксплуатации установок риформинга с непрерывной регенерацией катализатора возникает проблема оптимизации кратности циркуляции катализатора в системе реактор–регенератор. Данная задача решается при сочетании натурного и вычислительного экспериментов через исследование закономерностей образования кокса на поверхности катализатора. На основании результатов ТГА промышленного Pt-Sn/γ-Al2O3 катализатора сделано заключение, что при риформинге на поверхности катализатора образуется аморфный кокс, количество которого на выходе из реакторного блока составляет 4–6 % в зависимости от состава сырья и технологических параметров процесса. Удельная поверхность образцов составляет (м2/г): для исходного – 152, после регенерации – 140, на выходе из реактора – 118, что коррелирует с количеством кокса на поверхности образцов. Математический анализ процессов коксообразования в реакторе риформинга с движущимся зернистым слоем показал, что следует поддерживать кратность циркуляции катализатора в интервале 0,008–0,010 м3/м3 для повышения эффективности работы промышленной установки. Поддержание оптимальных условий в реакторном блоке и регенераторе позволит контролировать процесс коксообразования и поддерживать концентрацию кокса на минимально возможном, а удельную поверхность катализатора на максимально возможном уровне.

1. Кирьянов Д.И., Смоликов М.Д., Пашков В.В., Проскура А.Г., Затолокина Е.В., Удрас И.Е., Белый А.С. Современное состояние процесса каталитического риформинга бензиновых фракций. Опыт производства и промышленной эксплуатации катализаторов риформинга серии ПР // Российский химический журнал. № 4. Т. LI. 2007. С. 60—68.

2. Островский Н.М. Кинетика дезактивации катализаторов: Математические модели и их применение. М.: Наука, 2001.

3. Garcia-Dopico M., Garcia A., Garcia A. Santos Modeling coke formation and deactivation in a FCCU//Applied Catalysis A: General 303. Р. 245—250 (2006).

4. Parera J.M., Verderone R.J., Querini C.A. Coking on bifunctional catalysts, in: Delmon B., Froment G.F. (Eds.), Catalyst Deactivation 1987, Elsevier Science Publ B.V., Amsterdam, 1987. Р. 135—146.

5. Praserthdam P., Mongkhonsi T., Kunatippapong S., Jaikaew B., Lim N. Determination of coke deposition on metal active sites of propane dehydrogenation catalysts, in: Bartholomew C.H., Fuentes G.A. (Eds.), Catalyst Deactivation 1997, Elsevier Science Publ B.V., Amsterdam, 1997. Р. 153—158.

6. Afonso J.C., Schmal M., Frety R. The chemistry of coke deposits formed on a Pt-Sn catalyst during ehydrogenation of N-alkanes to mono-olefins, Fuel Process. Technol. 41(1994). Р. 13—25.

7. Baker R.T., Harris P.S. Chemistry and Physics of Carbon, Marcel Dekker, New York, 1978. Р. 83—165.

8. Lin L.W., Zhang T., Zang J.L., Xu Z.S. Dynamic process of carbon deposition on Pt and Pt-Sn catalysts for alkane dehydrogenation // Appl. Catal. 67 (1990). Р. 11—23.

9. Parera J.M., Figoli N.S., Traffano E.M. Catalytic action of platinum on coke burning // J. Catal. 79 (1983). Р. 481— 484.

10. Figoli N.S., Beltramini J.N., Marinelli E.E., Sad M.R., Parera J.M. Operational conditions and coke formation on Pt-Al2O3 reforming catalyst // Appl. Catal. 5 (1983). Р. 19—32.

11. Rebo H.P., Blekkan E.A., Bednarova L., Holmen A. Deactivation of Pt—Sn catalyst in propane dehydrogenation, in: Delmon B., Froment G.F. (Eds.), Catalyst Deactivation 1999, Elsevier Science Publ B.V., Amsterdam. 1999. Р. 333—340.

12. Songbo He, Chenglin Sun, Xu Yang, Bin Wang, Xihai Dai, Ziwu Bai. Characterization of coke deposited on spent catalysts for long-chain-paraffin dehydrogenation // Chemical engineering journal 163 (2010). Р. 389—394.

13. Li C.L., Novaro O., Bokhimi X., Munoz E., Boldu J.L., Wang J.A., Lopez T., Gomez R., Batina N. Coke formation on an industrial reforming Pt-Sn/γ-Al2O3 catalyst Catalysis letters 65 (2000). Р. 209—216.

14. Веселовский В.С. Химическая природа горючих ископаемых. М.: Издательство академии наук СССР, 1955.

15. Гынгазова М.С., Кравцов А.В., Иванчина Э.Д., Короленко М.В., Уваркина Д.Д. Кинетическая модель процесса каталитического риформинга бензинов в реакторах с движущимся слоем катализатора // Катализ в промышленности. 2010. № 6. С. 41—48.

16. Gyngazova M.S., Kravtsov A.V., Ivanchina E.D., Korolenko M.V., Uvarkina D.D. Kinetic Model of the Catalytic Reforming of Gasolines in Moving-Bed Reactors // Catalysis in Industry. 2010. Vol. 2. №. 4. Р. 374—380.