ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы ТРУБЧАТЫЕ РЕАКТОРЫ С НЕПОДВИЖНЫМ СЛОЕМ КАТАЛИЗАТОРА из "Методы оптимизации химических реакторов" Такой реактор представляет собой трубу, заполненную неподвижным слоем твердого, зернистого катализатора. Если теплоотвод от стенки трубы к окружающей среде отсутствует и изменение температуры в слое катализатора определяется только тепловым эффектом реакции, то такой реактор называется адиабатическим. [c.26] Во многих случаях желательно поддерживать в слое катализатора соответствующее распределение температуры, для чего труба с катализатором нагревается или охлаждается каким-либо теплоносителем. Как правило, при необходимости организации теплообмена трубчатый реактор выполняют в виде большого числа параллельных трубок относительно малого диаметра, заполненных катализатором и омываемых теплоносителем. Конструктивно такой реактор очень близок к кожухотрубному тенлообменнику. На рис. 7 изображен типичный трубчатый реактор с теплообменом. Примерами процессов, которые целесообразно проводить в этих реакторах, могут служить окис.т1ение этилена и гидрирование бензола. [c.26] Между ступенями располагаются теплообменные устройства, изменяюш,ие температуру реакционной среды так, чтобы она была благоприятной для следующих ступеней, или смесительные устройства, куда подаются дополнительные количества реагентов, что также ведет к желательному изменению температуры. [c.27] Конструктивно многоступенчатый реактор люжно выполнить как в одном корпусе, так и в виде отдельных аппаратов. Приведем несколько примеров. На рис. 8 изображен пятиступенчатый адиабатический контактный аппарат для окисления сернистого ангидрида. [c.27] Здесь в одном корпусе расположены пять слоев катализатора и четыре промежуточных теплообменника, в которых охлаждается прореагировавшая реакционная смесь. Охлаждающей средой в этих теплообменниках служит исходная смесь сернистого ангидрида и воздуха, прогреваемая до температуры начала реакции. [c.27] Такой теплообмен между исходной и прореагировавшей реакционной смесью весьма характерен для химических реакторов. [c.27] Примером многослойного адиабатического реактора с промежуточным вводом реагентов служит контактный аппарат для гидрирования бензола, представленный на рис. 10. Здесь между адиабатическими слоями для снижения температуры вводится один из реагентов — водород. [c.27] В полочной колонне синтеза аммиака с байпасами (рис. И) большая часть исходной реакционной смеси нагревается в теплообменнике и поступает на первый слой, а остальная часть подается в смесители между слоями катализатора. [c.27] Из приведенных примеров видно, что один и тот же процесс можно осуществить в реакторах различных типов. Выбор оптимальной технологической схемы реактора является сложной задачей, включающей оптимизацию каждой из возможных схем реактора п сравнение их друг с другом. [c.29] Отметим две модификации реакторов с неподвижным слоем катализатора, к которым применимы развитые ниже методы расчета. Иногда каталитические реакторы с внутренним теплообменом выполняют в виде кожухотрубных теплообменников, но катализатор размещают не в трубках, а в межтрубном пространстве. Так конструируют реакторы для высоких давлений, где важно эффективное использование объема аппарата, в частности реакторы синтеза аммиака и метанола. [c.29] Если поперечную неравномерность состава и температуры можно не учитывать, что подход к расчету этих реакторов такой же, как и для трубчатых. [c.29] При необходимости уменьшить гидравлическое сопротивление адиабатического реактора применяют радиальную конструкцию, т. е. реактор выполняют в виде полого цилиндра с радиальным ходом газа. Если такой реактор работает в режиме полного вытеснения (стр. 35), то остаются справедливыми методы расчета обычных адиабатических реакторов. [c.29] Вернуться к основной статье