3.2.Розрахунок кількості кисню на регенерацію.

Кількість кисню, яка теоретично необхідна для повного спалювання 1 кг відкладень, дорівнює:

до СО₂ 0,81×32/12 = 2,16 кг, до SО₂ 0,10×32/32 = 0,10 кг,

до Н₂О 0,09×16/2 = 0,72 кг

Разом теоретична потреба. кисню становить 2,98 кг на 1 кг відкладень.

Кількість газу регенерації для випалу 1 кг відкладень

    (2.56)

де х_О2 -масова частка кисню в вихідному газі регенерації ;

0,005 - те ж, в газі після регенерації.

Шукані значення G_Г._Р і х₀₂ знаходять з теплового балансу регенерації :

Якщо знехтувати втратами тепла в навколишнє середовище, тепловий баланс регенерації 1 кг відкладень запишеться в наступному вигляді:

G_r.p.t₀c + q_p = (G_r.p + G_отл)tc (2.57)

де t_o, t - температури газу на вході і виході з реактора, ° С;

c - середня теплоємність газу регенерації, кДж / (кг ×К)

[ можна прийняти рівною теплоємності азоту 1,025 кДж / (кг×-К)] ;

 G_r.p,, (G_r.p + G_отл )— маси газу на вході і виході з реактора, кг (оскільки тепловий баланс складається на 1 кг відкладень, то G_отл = 1);

q_P - тепловий ефект реакції згоряння відкладень, кДж / кг.

У рівнянні теплового балансу величиною G_отл можна знехтувати, так як ця величина зазвичай на два порядки менше G_r.p,. Тоді можна записати

t = t₀ + q_p /(G_r.p× c) (2.58)

Величину q_p обчислюють за формулою Менделєєва

q_{p =} 4,19×[ 81C + 246H + 26(S-O)] (2.59)

q_{p =} 4,19×[ 81×81 + 246×9 + 26×10] =37766 кДж/,кг

Приймають максимально допустиму температуру на виході з реактора t = 570 ° С, на вході в реактор t₀ = 450 ° С (з практичних даних при менших температурах різко знижується швидкість горіння і збільшується тривалість регенерації). при цьому

(2.60)

Концентрація кисню в інертному газі дорівнює

Таким чином концентрація кисню в інертному газі повинна бути близько 1,5 % (мас) ; інші компоненти : N₂ = 82—86% (мас.),СO₂~7—10% (мас), SO~2—4% (мас.) .

Загальний об’єм газу, що подається на регенерацію, приведений до нормальних умов V_г.р, обчислюють за формулою ^

V_г._р = V_к×γ_к×0,085× G_г.р. ×22,4/М_г.р. (2.61)

де V_к, γ_к - об’єм каталізатора в реакторі (м³) і його насипна густина (кг/м³) ;

0,085 - кількість відкладень в частках від маси каталізатора ;

G_г.р - витрата газів регенерації, кг / кг;

М_{г. р} - молекулярна маса газів регенерації.

Таким чином, V_r.р = 64,42×640×0,085×307×22,4 / 28 = 860 692 м³.

Газ на регенерацію подається в реактор циркуляційними компресорами процесу гідроочищення. Необхідна потужність циркуляційних компресорів складає N_u = 245098×400/850 == 115294 м³/год. (2.62)

Якщо кінетичні фактори не лімітують процес регенерації, мінімальна тривалість регенерації складе τ = 860692 / 115294 = 7,47 год. (2.63)

Цю методику можна використовувати також для розрахунку реакторів більшості великотоннажних процесів нафтопереробки - каталітичного риформінгу, ізомеризації, гідрокрекінгу, полімеризації - за наявності відповідних термодинамічних і кінетичних характеристик.