Temperature Control in Regeneration of Fouled Solid Catalyst

コーク析出のために劣化した固体触媒の再生反応過程は殻状モデルによって表現される。したがって,反応開始初期には,酸素の粒子内拡散抵抗が存在せず,燃焼反応が支配的となり極めて激しい発熱を伴う。このような系に,反応器壁温による温度制御法を適用することは,おくれおよび安定性の点から困難な場合が多い。そこで,本研究では,反応開始初期における化学反応速度に直接影響を及ぼす供給酸素濃度を操作変数とする方法について検討した。まず,再生反応過程中のコークの燃焼反応速度を測定し, 酸素の拡散抵抗を分離し, 化学反応速度が酸素濃度の1 次に比例し, その速度定数が次式で表わされることを明らかにした。kc=(2.18×108)exp(-25.7×103/RT)(cm/sec)この化学反応速度とさきに求めた酸素の粒子内拡散速度にもとづいて,触媒再生反応装置の非定常状態を理論的,実験的に解析しモデル化を行なった。そして, 系をある温度に維持するに必要な供給ガス中酸素濃度とコーク反応率との関係を導いた。ついで,このモデルをアナログ計算機によって模擬し,このような制御法を適用した場合の再生反応完結時間を最小にする操作方式を確立した。