ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Теплоизолированный (адиабатический) процесс из "Технологические методы нефтехимического синтеза издание2" В адиабатическом процессе непрерывный теплообмен через поверхность отсутствует. Весь тепловой баланс процесса состоит из трех статей приход тепла с веществами, поступающими в реактор тепловой эффект реакции расход тепла с веществами, уходящими из реактора. [c.52] При эндотермической реакции тепло, необходимое для ее осуществления в адиабатических условиях, аккумулируется сырьевой смесью до начала реакции. В процессе реакции тепло расходуется и температура смеси на выходе значительно ниже, чем на входе в реактор. При экзотермической реакции, наоборот, сырье имеет на входе минимальную допустимую температуру, а затем нагревается теплотой реакции. Здесь температура на выходе выше, чем на входе. Теплоизолированные системы с теплоагентами смешения сходны с адиабатическими, в которых вс е тепло процесса аккумулируется продуктами реакции. Назначение теплоносителя в экзотермическом теплоизолированном процессе — принимать на себя теплоту реакции и не допускать перегрева катализатора и продуктов реакции. [c.52] Теплоносителями в теплоизолированном процессе могут быть как газообразные, так и твердые вещества. [c.52] Если теплоноситель газообразный, он непрерывно подается в реактор в смеси с сырьем. Перед входом в реактор теплоноситель проходит через нагреватели, где ему сообщается необходимое количество тепла. В качестве теплоносителей часто применяют перегретый водяной пар, углекислоту и другие вещества, инертные в условиях реакции и обладающие большой теплоемкостью. Химические реакторы с газообразными теплоносителями часто условно называют адиабатическими. Истинно же адиабатические реакторы применяют очень редко. [c.52] Необходимость непрерывной смены циклов работы в сменно-циклическом процессе усложняет эксплуатацию таких реакторов и поэтому они относительно мало применяются в промышленности. Они обычно применяются для процессов, в которых происходит очень быстрая дезактивация катализатора, а регенерация катализатора (он же твердый теплоноситель) сочетается с аккумулированием тепла в нем. [c.53] Адиабатический и сменно-циклический реакторы регенеративного типа представляют собой аппараты, заполненные катализатором или теплоносителем и тщательно теплоизолированные. Полной теплоизолированности в промышленных аппаратах не достигается, так как некоторый, хотя и незначительный, теплообмен через стенки аппарата с внешней средой все же происходит. [c.53] Объем таких реакторов обычно определяют по рассчитанному объему катализатора, необходимому для обеспечения заданной производительности. При этом высота катализаторного слоя ограничивается ростом его гидравлического сопротивления, диаметр аппарата ограничивается возможностью равномерного распределения газового потока по поперечному сечению катализаторного слоя. Методы расчета теплоизолированных (адиабатических) реакторов приведены в работах [2, 5, 34]. [c.53] На рис. 10 показана схема реакторного устройства с теплоизолированным контактным аппаратом для экзотермических реакций. Сырье проходит через теплообменник, где нагревается до температуры реакции, а затем поступает в реактор. Продукты реакции, выходящие из реактора, направляются в теплообменник, где отдают часть своего тепла сырью, и затем поступают на разделение. Для регулировки температуры газа перед входом в реактор обычно предусматривается обвод на линии холодного газа. [c.53] Для обеспечения непрерывности технологического процесса сменно-циклические реакторы соединяют в блоки по два и больше (в зависимости от соотношения времени рекции и времени нагрева теплоносителя) и включают поочередное автоматическим переключением с одной стадии на другую. [c.54] Для экзотермических реакций в адиабатическом реакторе условия благоприятнее. Однако широкое применение адиабатических реакторов для большинства экзотермических реакций органичивается необходимостью вести реакцию в узком интервале температур. Теплоизолированные реакторы успешно используют для экзотермических реакций, идущих с большой скоростью и с большим тепловым эффектом (окисление метилового и изопропилового спиртов). [c.55] Для уменьшения температурных перепадов в адиабатических реакторах В. Б. Фальковский и С. В. Львов [35] предложили регулировать температуру внешней поверхности катализатора подбором определенных соотношений высоты и диаметра катализаторного слоя. Исходя из того, что температура внешней поверхности катализатора является функцией скорости реакции и интенсивности теплообмена между поверхностью катализатора (непосредственно воспринимающей реакционное тепло) и газовой фазой, авторы считают возможным поддерживать постоянную температуру внешней поверхности зерен несмотря на значительное изменение температуры реагирующего газа. По их мнению, при экзотермических процессах может происходить сначала нагрев газа от зерен катализатора, а затем, когда скорость реакции снижается, — от горячего газа. При определенной скорости газа можно достигнуть такого состояния, когда температура зерен постоянна во всем слое. В цитированной работе приводится уравнение для расчета диаметра аппарата и скорости газа. Эти выводы, однако, требуют еще экспер иментального подтвер ждени я. [c.55] Вернуться к основной статье