Макрокинетика процесса

Процесс каталитического крекинга протекает в несколько стадий:

1) диффузия сырья к поверхности катализатора (внешняя диффузия);

2) проникновение молекул сырья в поры катализатора (внутренняя
диффузия;

3) хемосорбция на активных центрах катализатора;

4) химическая реакция;

5) десорбция продуктов процесса из пор катализатора;

6) десорбция продуктов реакции с поверхности катализатора;

7) удаление продуктов крекинга из зоны реакции.

Скорость процесса определяет самая медленная стадия. Она называется лимитирующей. Если таковой является диффузия, то скорость мало зависит от температуры. В этом случае процесс можно интенсифицировать путем увеличения удельной поверхности катализатора, т. е. измельчая его.

Если скорость процесса ограничивает сама химическая реакция, то скорость в большей степени зависит от температуры. Но повышение температуры возможно до определенного предела, после которого процесс переходит в область диффузии.

Если скорость каталитического процесса ограничивается скоростью диффузии (внешней или внутренней), то говорят, что процесс протекает в диф­фузионной области (внешней или внутренней). Напротив, если лими­тиру­ющей стадией является химическая реакция, то процесс осуществляется в кинетической области.

Кинетику процесса на цеолитсодержащем катализаторе описывает уравнение 1-го порядка:

К _эф. = v₀ (1 – X),

где К _эф – эффективная константа скорости реакции, моль/с г;

v₀ – скорость подачи сырья;

Х – конверсия (степень превращения) сырья, мольные доли.

Скорость процесса и выход продуктов зависят от химического состава сырья, свойств катализатора, параметров процесса и технологического оформления процесса.