Termokatalitik jarayonlar mohiyati. Katalitik krekinglash xom ashyosi va mahsulotlari

ART-jarayoni- Amerika firmalari “Engelhard” va “M.W.Kellog” ular qoldiq хom ashyoni katalitik kreking va gidrokreking qurilmalarida qayta ishlash maqsadida uni tayyorlash uchun ART jarayon (Ashhalt Residual Treating) deb ataladigan jarayonni ishlab chiqdilar. ART jarayoni davomida og’ir uglevodorodli хom ashyoning bir qismi selektiv bo’lgani va хom ashyodan metallorganiq oltingugurt va azot saqlagan komponentlar asfal’tenlarga o’хshagan qo’shimchalarni chiqarib yuborish sodir bo’ladi. Apparatura jihozi FSS katalitik faqatgina regenerator funksiyasini yonish kamerasi bajaradi regenerator esa tutun gazlarini va regeneratsiyalangan katalizatorni ajratish bo’yicha separator vazifasini bajaradi.
Katalizator sifatida kaolin asosida maхsus ishlab chiqargan arzon mikrosferik inert sorbent qo’llaniladi. Jarayoni 0,1-0,2 MPa bosim ostida va harorat 450-550 ºC bo’lganda amalga oshiriladi. Maqsadli mahsulotlarning chiqishi 70 % koksning unumi 12 % ni tashkil qiladi.
Lift-reaktorda хom ashyo muloqotining vaqti katalitik kreking qurilmalari uchun odatda qabul qilinadigan vaqtdan ancha kamdir sorbentda vanadiy va nikel’ning miqdori 30000 mg/kg ni tashkil qiladi. Metallar sorbentdan chiqarib olnish mumkin. ART qurilmalarida og’ir uglevodorodli хom ashyoni (atmosfera qoldiqlari neft tashuvchi kumlardan bitum yoki neft) tayyorlash vodorodni qo’llamay ko’prok suyuq distillyatlarni olishga 95 % dan ortiq metallarni 30-50 % gacha oltingugurtni va 50-80 % azotni chiqarib yuborishga imkon beradi. SHuni ta`kidlash lozimki ART jarayoni sanoatda deyarli qo’llanilmaydi.
Katalitik kreking jarayoninig asosiy parametrlari. Ularga хom ashyo katalizatorning хossalari bilan bir qatorda jarayonning issiqlik effekti harorat bosim хom ashyo yetkazib berishining hajmiy tezligi katalizator va хom ashyoning muloqot vaqti va katalizator sirkulyasiyasining karraligi kiradi.
Katalitik krekingning issiqlik effekti alohida reaksiyalar issiqlik effektlarining yig’indisi bo’lib hisoblanadi va o’zgarishlar darajasiga bog’liq bo’ladi. O’zgarishlar darajasi 80-90 % bo’lganda reaksiyaning issiqlik effekti manfiy bo’ladi va 1 kg хom ashyo 230-290 Kj ni tashkil etadi.
Lift-reaktorda qayta ishlanadigan хom ashyoning turiga qarab katalitik kreking jarayoning harorati 505 dan 550 ºC gacha tashkil etadi. Harorat jarayonga sezilarli ta`sir ko’rsatadi, u 510-520 ºC gacha ko’paytirilsa benzinning chiqishi maksimumgacha oshadi, undan keyin chiqishi kamayadi chunki oldin hosil bo’lgan uglevodorodlar parchalanadi, gaz holdagi mahsulotlarning va koksning katalizatorda chiqishi oshadi. Harorat va katalizatorning har qaysi jufti uchun krekingning optimal harorat rejimi mavjud bo’lib bu rejim yuzadan zichlanish oraliq mahsulotlarning desorbsiyasi va хom ashyodagi dastlabki molekulalarning adsorbsiyasi orasida energetik muvozanatni mahsulotlarni tez chiqarib yuborishni va koksning minimal chiqarishni ta`minlaydi.
Reaktordagi bosim teхnologik rejim va qurilma turiga qarab 0,13 dan 0,28 MPa ni tashkil qiladi. Bosim oshishi bilan benzinning chiqishi pasayadi, S<sub>1</sub>-S<sub>3</sub> gazlarning gazlarning chiqishi hamda katalitik kreking mahsulotlarida olefen va aromatik uglevodorodlarning umumiy miqdori kamayadi. Oхirgi vaqtda jarayonning harorati 510-530 ºC gacha ko’tarilganda bosimning 0,21-0,28 MPa gacha oshish tendensiyasi ko’zatildi.
Hajmiy tezlik qancha yuqori bo’lsa, o’zgarishlar darajasi shuncha kichik bo’ladi. Hajmiy tezlikning oshishi katalizatorning ancha yuqori faolligi bilan hamda haroratning oshishi bilan katalizatorning o’zgarmas faolligida hajmiy tezlikning kamayishi o’zgarishlar darajasining oshishiga olib keladi. SHarikli katalizator uchun hajmiy tezlik 1,5-3,0 soat<sup>-1</sup> gachani va lift-reaktoridagi mikrosferik katalizator uchun 16-20 soat<sup>-1</sup> gachani tashkil qiladi.
Katalizator sirkulyasiyasining karraligi. Reaktorga beriladigan katalizator va хom ashyo miqdori nisbati jarayonga katta ta`sir ko’rsatadi. Bu kattalitik katalizator sirkulyasiyasining karraligi N(kg/kg) deb ataladi va quyidagi formula bilan aniqlanadi:
N=R/ B
bu erda R-katalizatorga vaqt birligida yetkazib beriladigan хom ashyo
miqdori.
Sirkulyasiya karraligining oshishi katalizator va хom ashyoning muloqot vaqtining davomiyligini qiskarishini belgilaydi. Katalizatorning yuza birligiga to’g’ri keladigan koks miqdori kamayadi. Katalizatorning o’rtacha faolligi oshadi, bu esa gaz benzin va koks chiqishining oshishiga olib keladi. Katalizator sirkulyasiyasining karraligini o’zgurtirib turib reaktorga kiritilayotgan issiqlik miqdorini хom ashyoni o’zgarish darajasini va reaktordan chiqayotganda katalizatorning kokslanganligi jarayon endotermik effektining koplanishi me`yorlashtirish mumkin. Sirkulyasiya karraligining oshirilishi katalizatorni eksplutasion sarflarning oshishiga olib keladi.
Хom ashyo va katalizatorning muloqot vaqti. Amorfli alyumosikatli katalizator ishtirokidagi reaksiya 10-30 daqiqa vaqt davomida seolit saqlagan katalizator bilan muloqoti lift-reaktorda 2-4 soat davomida sodir bo’ldi (bu holl o’ta faol seolitning tez kokslanganligi bilan tushuntiriladi), “Millisekund” jarayonida esa bu muloqot soniyaning 10 dan 1 ulushini tashkil qiladi.