2.1.10. Розрахунок втрати напору в шарі каталізатора

Втрату напору в шарі каталізатора обчислюють за формулою

  (2.47)

де ε - поруватість шару;

и - лінійна швидкість руху потоку, який фільтрується через шар каталізатора, м / с;

μ - динамічна в'язкість, Па • с;

d - средній'діаметр частинок, м;

ρ - густина газу, кг/м³;

g - прискорення сили тяжіння, кг/с².

Поруватість шару обчислюють за формулою

ε =1 – γ_н/ γ_{к ,} (2,48)

де γн - насипна густина каталізатора, рівна 640 кг/м³ ;

γ_к - уявна густина каталізатора, рівна 1210 кг/м³.

Таким чином ε = 1-640/1210 = 0,48.

Лінійна швидкість потоку дорівнює

u = 4V/πD², (2.49)

де V - об'єм реакційної суміші, що включає об’єм сировини Vc, і об’єм циркулюючого воденьвмісного газу Vц, тобто

V = V_c + V_ц, (2.50)

Об’єм сировини розраховують за формулою

   (2.51)

 де G_c - витрата сировини в реактор, кг / год;

z_ср - коефіцієнт стисливості (при T_пр = 0,845 і Р_пр = 0,98 коефіцієнт стисливості дорівнює 0,25) ;

t_cр. - середня температура в реакторі, °С.

Величина t_cp може бути знайдена як середня арифметична між температурою введення сировини t₀=350°C і температурою на виході з реактора, рівний 386,65 ° С:

t_СР = 0,5 (350 + 386,65) = 368,32 °С.

 Тоді :

м³/год

Об’єм циркулюючого газу складає:

      м³/год (2.52)

  м³/ч

V = V_c + V_ц = 385 +6771 =7156 м³/ч ,

  м / с (2.53)

Динамічну в'язкість суміші визначають за її середньою молекулярною масою, яка дорівнює:

 (2.54)

За рівняння Фроста [ 48, с. 43 ] знаходять динамічну в'язкість суміші:

(μ = 1,87 ×10^-6 кг ×с / м².

Середній діаметр частинок каталізатора d = 4 × 10^-3 м. Густина реакційної суміші в умовах процесу дорівнює:

кг/м³. (2.55)

Таким чином :

кг/(м²×м)

ΔР = Н×2252,2 = 4,4×2252,2 = 9909,68 кг/м².

Таким чином, втрата напору каталізатора не перевищує гранично допустимих значень 0,2-0,3 МПа. Тому до проектування приймаємо реактор циліндричної форми з висотою і діаметром реакційної зони 4,4 і 2,2 м відповідно.

РОЗДІЛ 3.

Регенерація каталізатора гідроочищення [21-22]

У ході експлуатації активність каталізатора гідроочищення знижується в результаті наступних причин :

1) відкладення па поверхні каталізатора важких металів (Fe, V, Ni);

2) поступова рекристаллизация активних компонентів каталізатора (Mo, Со, Wi), тобто знижується їх поверхня, що доступна для реагуючих молекул сировини;

3) зменшення поверхні оксиду алюмінію, що є носієм;

4) відкладення на поверхні каталізатора коксу, екрануючого активні центри каталізатора.

При оксидній регенерації з поверхні каталізатора видаляються відкладення коксу. Однак активність каталізатора частково відновлюється, тобто дезактивація каталізатора коксом є оборотною. Однак не видаляються важкі метали (Fe, V, Ni), не відновлюється дисперсність активних компонентів каталізатора і поверхня носія. Дезактивація каталізатора із зазначених причин є незворотною, безупинно наростає при експлуатації каталізатора і через 3-5 років результати процесу різко погіршуються. Заміна каталізатора при цьому необхідна.

Нижче дані методика і приклад розрахунку оксидної регенерації каталізатора гідроочищення.

3.1.Вихідні дані.

1. Кількість відкладень на каталізаторі 8,5 % (мас). Склад відкладень, % (мас) : С - 81, S- 10, Н₂ - 9 ; відкладення згоряють повністю з утворенням СО₂, SО₂ і Н₂О, відповідно.

2. Гранично допустима температура розігріву каталізатора при регенерації становить 570 ° С.

3. Залишковий вміст кисню в газі регенерації після реакторів 0,5 % (мас).

Необхідно визначити витрату і склад газу регенерації для повного видалення відкладень без перегріву каталізатора, а також тривалість регенерац