Modelarea matematică a procesului de cracare catalitică

Extras din referat Cum descarc?

Procesul de Cracare Catalitica este destinat fabricarii de benzine ca produs principal avand cifra octanica mare.Acest proces a fost realizat initial in instalatii cu reactoare in strat fix, urmate la scurt timp, de instalatii cu catalizator in strat mobil, in rector si regenerator.Dupa utilizarea catalizatorilor sintetici au aparut cei zeolitici care contin 10-25% site moleculare incorporate intr-o matrice de alumino-silicat.Acestia se caracterizeaza printr-o activitate mult mai mare, selectivitate superioara si rezistenta hidrotermica ridicata.
Aceste caracteristici au determinat schimbarea tehnologiei procesului aparand instalatii in care reactia se realizeaza in faza diluata, chiar in conducta de transport a materiei prime denumita "riser", intr-un timp de reactie de 4-6 secunde, cu conversii de 70-80% volum.
Materia prima utilizata in cadrul acestui process este distilatul de vacuum cu limite de distilare de 350-540 ?C. Se mai pot folosi motorinele grele de la distilarea atmosferica, distilatele grele de la cocsare, de la reducerea de vascozitate si chiar rezidiul de la DA.
Principalul produs obtinut in urma procesului de CC este benzina(50-60% vol) care se caracterizeaza prin cifra octanica ridicata 86-93, uniformitatea cifrei pe intreaga curba de distilare. 
Gazele de caracare catalitica contin 70-80% masa- hidrocarburi C3 - C4 . Continutul mare de olefine le recomanda pentru utilizari petrochimice cat si pentru dimerizari si alchilari(avand un continut mare de iC4).
Datorita complexitatii procesului, in care o multitudine de componenti chimici din diferite clase de hidrocarburi prezenti , materia prima se transforma prin numeroase reactii, primare si secundare, in prezenta unui catalizator.
Tratarea cinetica a procesului pe baza unui mecanism complet este dificila si nu s-a realizat pana in prezent.
Ca in orice proces de cataliza eterogena, transformarea reactantilor implica etape succesive de difuzie,adsorbtie, reactie chimica,desorbtie si difuzie a produselor de reactie formate.
In general etapa de reactie este cea mai lenta si controleaza viteza globala a procesului.De asemenea cinetica este influentata de competitivitatea in adsorbtia pe suprafata a diversilor constituienti ai materiei peime si a produselor de reactie, de blocarea temporara sau ireversibila a unei parti a suprafetei sau a porilor de difuzie si de reactiile chimice secundare.
Datele experimentale obtinute la cracarea catalitica a hidrocarburilor pure pledeaza pentru o reactie cinetica globala de ordinul I:
in care: nA reprezinta numarul de moli de reactant A
k1- constanta de viteza
?- timpul de reactie
Cu toate ca reactia de baza este de ordinul I, din cauza dilutiei cu produsele de reactie (deci la conversii mari), reactia se apropie de ordinul II, in raport cu materia prima netransformata:
unde: P- presiunea totala
Wc - masa catalizatorului
- fractia de reactanti netransformati
Din cauza dificultatilor mentionate, se impune tratarea cineticii procesului de cracare catalitica pe baza unor modele dezvoltate pe scheme cinetice simple, in care participantii la reactii sunt constituienti din grupuri de componenti.
Astfel, pentru motorine au fost elaborate modele care au la baza scheme cinetice cu 3 modele:
Schema Weekman

Fisiere in arhiva (1):

 Modelarea Matematica a Procesului de Cracare Catalitica.doc