Разработка двухфазной пузырьковой математической модели процесса окислительной регенерации катализатора крекинга

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Данное исследование направлено на разработку математической модели процесса окислительной регенерации катализатора крекинга с учетом закономерностей протекания реакций, диффузии реактантов и гидродинамики процесса, с целью повышения эффективности технологии на основе моделирования полного цикла движения катализатора. С применением модели выполнена оценка границ существования пузырькового режима, параметров стабилизации кипящего слоя и оптимальных условий проведения процесса. Так, увеличение расхода воздуха до 27.8 м3/с приводит к росту рабочей скорости до 0.386 м/с, в связи с чем наблюдается разрушение кипящего слоя в регенераторе для частиц катализатора размером 4×10–5–1.6×10–4 м. Установлено, что для стабилизации кипящего слоя в регенераторе частиц размером 8×10–5–1×10–4 м расход воздуха не должен превышать 16.7 и 25 м3/с.

About the authors

Г. Ю. Назарова

Национальный исследовательский Томский политехнический университет

Author for correspondence.
Email: silko@tpu.ru
Russian Federation, Томск

Е. Н. Ивашкина

Национальный исследовательский Томский политехнический университет

Email: silko@tpu.ru
Russian Federation, Томск

А. В. Антонов

Национальный исследовательский Томский политехнический университет

Email: silko@tpu.ru
Russian Federation, Томск

И. А. Самсонов

Национальный исследовательский Томский политехнический университет

Email: silko@tpu.ru
Russian Federation, Томск

References

  1. Sildir H., Arkun Y., Canan U., Celebi S., Karani U., Er I. Dynamic modeling and optimization of an industrial fluid catalytic cracker // J. Process Control. 2015. V. 31. P. 30.
  2. Губайдуллин И.М., Дубинец О.В. Моделирование процесса окислительной регенерации с учетом влияния паров воды // Доклады Башкирского университета. 2020. Т. 5. № 5. С. 311.
  3. Сайфуллина Л.В., Еникеев М.Р., Губайдуллин И.М. Программное обеспечение для моделирования процесса окислительной регенерации на многопроцессорных вычислительных системах // Башкирский государственный университет. 2013. С. 10.
  4. Жоров Ю.М. Моделирование физико-химических процессов нефтепереработки и нефтехимии. М.: Химия, 1978. С. 376.
  5. Саитгалина А.Д., Юнусов А.А. Математическое моделирование процесса окислительной регенерации закоксованных катализаторов на кинетическом уровне с использованием GPGPU // Суперкомпьютерные центры и задачи: труды Международной суперкомпьютерной конференции, Новороссийск, 20–25 сентября 2010. Москва: МГУ им. М.В. Ломоносова. 2010. C. 149.
  6. Reshetnikov S.I., Petrov R.V., Zazhigalov S.V., Zagoruiko A.N. Mathematical modeling of regeneration of coked Cr-Mg catalyst in fixed bed reactors // Chem. Eng. J. 2019. V. 380. P. 220.
  7. Toomey R.D., Johnstone H.F. Gas Fluidization of Solid Particles // Chem. Eng. Prog. 1952. № 48. P. 220.
  8. Kunii D., Levenspiel O. Bubbling bed model: Model for the Flow of Gas through a Fluidized Bed // Ind. Eng. Chem. Fundam. 1968. V. 7. P. 446.
  9. Stephens, G.K., Sinclair, R.J., Potter, O.E. Gas exchange between bubbles and dense phase in a fluidized bed // Powder Technol. 1967. V. 1. P. 157.
  10. Kato K., Wen C.Y. Bubble assemblage model for fluidized bed catalytic reactors // Chem. Eng. Sci. 1969. V. 24. P. 1351.
  11. Han I.S., Chung C.B. Dynamic modeling and simulation of a fluidized catalytic cracking process. Part II: Property estimation and simulation // Chem. Eng. Sci. 2001. V. 56. P. 1973.
  12. Ali H., Rohani S., Corriou J.P. Modelling and control of a riser type fluid catalytic cracking (FCC) unit // Chem. Eng. Res. Des. 1997. V. 75. P. 401.
  13. Arbel A., Huang Z., Rinard I.H., Shinnar R., Sapre A.V. dynamic and control of fluidized catalytic crackers. 1. Modeling of the current generation of FCC’s // Ind. Eng. Chem. Res. 1995. V. 34. P. 1228.
  14. Arthur J.R. Reactions between Carbon and Oxygen. Trans. Faraday Soc. 1951. V. 47. P. 164.
  15. Weisz P.B., Goodwin I.D. Combustion of carbonaceous deposits within porous catalyst particles I. Diffusion-controlled kinetics // J. Catal. 1963. V. 2. P. 397.
  16. Tone S., Miura S.I., Otake T. Kinetics of oxidation of coke on silica-alumina catalysts // Bull. Jpn. Pet. Inst. 1972. V. 14. P. 76.
  17. Wang G.X., Lin S.X., Mo W.J., Peng C.L., Yang G.H. Kinetics of combustion of carbon and hydrogen in carbonaceous deposits on zeolite-type cracking catalysts // Ind. Eng. Chem. Process Des. Dev. 1986. V. 25. P. 626.
  18. Arandes J.M., Abajo I., Fernandez I., Lopez D., Bilbao J. Kinetics of gaseous product formation in the coke combustion of a fluidized catalytic cracking catalyst // Ind. Eng. Chem. Res. 1999. V. 38. P. 3255.
  19. Fluidization engineering, 2nd ed. // Kunii D., Levenspiel O. Butterworth.– Heinemann, London, 1991.
  20. Michel G.F., Ramoa R. Deactivation and Regeneration of Zeolite Catalysts // Catal. Sci. Ser. 2011. V. 9. P. 355.
  21. Доронин В.П., Бобкова Т.В., Сорокина Т.П., Потапенко О.В., Юртаева А.С., Леонтьева Н.Н., Гуляева Т.И. Структурные и каталитические свойства бинарных систем оксида алюминия – аморфный алюмосиликат. Физико-химические методы в катализе // Катализ в промышленности. 2023. Т. 23. № 1. С. 6.
  22. Трушин А.М., Носырев М.А., Равичев Л.В., Яшин В.Е. К вопросу о расчете скорости начала псевдоожижения // Теор. осн. хим. технол. 2021. Т. 55. № 2. С. 261.
  23. Holger M. Heat Transfer in Fluidized Beds // VDI Heat Atlas. 2010. P. 1301.
  24. Ali H., Rohani S., Corriou J.P. Modeling and control of a riser type fluid catalytic cracking (FCC) unit // Chem. Eng. Res. and Des. 1997. V. 75. P. 401.
  25. Kunii D., Levenspiel O. Fluidized Reactor Models. 1. For Bubbling beds of fine, intermediate, and large particles. 2. For the Lean phase: freeboard and fast fluidization // Ind. Eng. Chem. Res. 1990. V. 29. P. 1226.
  26. Ульянов Б.А., Бадеников, В.Я., Ликучев В.Г. Процессы и аппараты химической технологии. Изд-во: Ангарская государственная техническая академия, Ангарс. 2006. С. 743.
  27. Хаджиев С.Н. Крекинг нефтяных фракций на цеолитсодержащих катализаторах. М.: Химия, 1982.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».