DESARROLLO DE UN MODELO MATEMÁTICO PARA UN REGENERADOR CONTINUO PRESURIZADO DEL PROCESO DE REFORMACIÓN DE NAFTAS

Resumen

La formación de coque es considerada una de las mayores causas de desactivación cata lítica. Diversos procedimientos se han usado para efectuar la remoción de coque, siendo el más común el proceso regencrativo. El problema principal en la regeneración del catalizador lo constituye el control de temperatura generado por la reacción de combustión. En este trabajo se desarrolló un modelo matemático basado en balances de materia y energía para un conjunto de reactores mezcla completa dispuestos de manera axial y radial, el cual fue codificado en lenguaje de programación C/C++, permitiendo describir el comportamiento de la unidad de regeneración ; específicamente la zona de quemado. Los resultados incluyen la evolución de los parámetros de funcionamiento (fiacción de coque, fracción de oxígeno, temperatura del catalizador y temperatura del gas) en función de la longitud y radio del regenerador. Para un flujo de 181 O Kg catalizador/h con6% de contenido de coque y una fracción de oxígeno de 0.8% se obtuvo la máxima temperatura del catalizador y del gas, siendo estas 821 ,95 K y 78 1,35 K respectivamente. El oxígeno contenido en el gas de regeneración presentó un mayor consumo a través del radio del regenerador en comparación a la longitud, obteniendo un valor tina! de 0,00435 mol 0 / tnol gas para un flujo de 181 O Kg. catalizador/ h con 3,36% de coque y 0,8% de oxigeno. La concentración mínima de coque reportada por el programa fue de 0,01 1 mol coque/mol catalizador para un flujo de 1639 Kg catalizador/h con 3,36% de coque y 0,8% de oxígeno.

PALABRAS CLAVES: Regeneración. Refo rmación . Coque. Modelaje.

ABSTRACT

Coke formation is one of the major causes of catalytic deactivation. Different procedures have becn uscd to remove coke, the regenerative process being the most common. The main problem in catalyst regencration is thc control oftemperaturc generated by thc combustion reaction. This paper outlines a mathematicalmodcl , writtcn in C++, simulating a balance ofmatter and energy arranged ax ial! y and radial! y on the tlow bed ofa series offu lly mixcd reactors. The model allows for the characteri zation ofthe behavior ofthe regeneration uni t, especi al! y that ofthc buming zonc. The results include the evolution ofthe operati ng parameters (cokc fraction, oxygcn fi·action , cata lyst and gas tempcrature) in function of the lcngth and radius of the regenerator. For a cata lyst flow of 18 1 O kg/h with a 6% cok e content anda 0.8% oxygen fraction , maximum tempera tu res of821. 95K and 781.35K werc obtained lor the catalyst and gas, respective! y. The consumption of oxygen containcd in the rcgeneration gas was higher a long thc radius ofthe regenerator than along its length, the final value for a catalyst tlow of 181 O kg/h containing 3.36% of coke and 0.8% of oxygen being 0.00435 molO/ mol gas. TI1e mínimum coke concentration reportee! tor thc program was 0.01 1 mol cokc/mo l catalyst for a catalytic tlow of 1639 kg/h containing 3.36% of cok e and 0.8% of oxygen.

KEY WORDS: Regeneration, rctormation, coke, modeling