Для принятой кинетической схемы риформинга (рис. 8.1) уравне­ние (8.2а) трансформируется в систему уравнений, левые части ко­торых описывают накопление или расходование каждого класса углеводородов по координате реактора, а вид правых частей опреде­ляется реакциями образования и расходования данного класса углеводородов согласно кинетической схеме. При этом расходом углеводородов на образование кокса пренебрегают, а водород рас­сматривается как отдельный класс углеводородов из одного предста­вителя.

Рис. 8.1. Принятая для моделирования кинетическая схема риформинга.

При проведении конкретных численных расчетов надо раскрыть структуры уравнений системы (8.2) и иметь значения констант.

В принципе кинетика реакций процесса риформинга должна опи­сываться уравнениями лэнгмюровского типа, однако поскольку ад­сорбционные коэффициенты различных углеводородов, участвую­щих в риформинге отдельных нефтяных фракций близки, знаменатель в указанных уравнениях существенно не меняется по ходу реакций и скорости их достаточно хорошо описываются уравнениями первого порядка по реагирующему углеводороду с эффективными констан­тами. Парциальное давление водорода по-разному влияет на отдель­ные реакции, составляющие процесс риформинга. Так, его увеличе­ние ускоряет реакцию гидрокрекинга и тормозит реакцию дегидроциклизации. Точно так же водород за счет гидрирования жидких полимеров уменьшает скорость коксоотложения. Принимается, что влияние парциального давления водорода достаточно удовлетвори­тельно описывается степенной функцией. По данным [316] показа­тель в ней равен для реакции дегидроциклизации 0,6, гидрокрекинга 0,6, изомеризации н-парафинов 0.   

Ход превращения смеси углеводородов можно представить как марковскую цепь. Это означает, что состояние системы в данный момент времени или, что то же, в данной точке по координате реак­тора полностью определяет вероятность ее состояния в следующий момент времени или следующей точке реактора. В соответствии со стохастической трактовкой кинетики химических реакций соотно­шение вероятностей взаимных превращений углеводородов идентично соотношению констант скорости этих превращений при равной струк­туре описывающих их уравнений. Тогда для решения поставленной задачи значения переходных вероятностей (вероятностей взаимных превращений углеводородов) должны описываться функцией от мо­лекулярной массы в каждом классе углеводородов, а для машинных расчетов такая зависимость может быть дана в виде таблицы.

Таблица 8.1. Таблица переходных вероятностей разрыва С—С-связей в н-парафинах (расчетные данные)

Таблица 8.2. Таблица переходных вероятностей разрыва С—С-связей в н-парафинах по данным [316]

В табл. 8.1 и 8.2 представлены значения переходных вероятностей, вычисленные на основе проведенных экспериментов, общетеоретиче­ских соображений органической химии и данных работы [316]. Существенное преимущество изложенного подхода то, что при по­строении кинетических моделей для конкретных катализаторов не требуется определять константы скорости реакций всех углево­дородов, а только отдельных, реперных.

Для конкретных расчетов по кинетической модели с учетом де­зактивации катализатора должны быть раскрыты структуры уравне­ний (8.26) и (8.2в).