ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Скорости реакций при дегидрировании бутана в реакторе со взвешенным слоем из "Физико-химические и технологические основы получения дивинила из бутана и бутилена" Секционирование аппаратов со взвешенным слоем катализатора (система твердые частицы — газ), приводит прежде всего к уменьшению интенсивности перемешивания твердых частиц. С увеличением числа решеток и их эффективности многослойные реакторы все более приближаются по перемешиванию твердых частиц к аппаратам идеального вытеснения, что видно из рис. 25 и 26. [c.68] Уменьшение интенсивности перемешивания твердых частиц в многослойном (секционированном) реакторе приводит к существенным отличиям его от 1-слойного реактора со взвешенным, слоем. [c.68] Естественно, что уменьшение интенсивности перемешивания твердых частиц должно привести и к уменьшению перемешивания газа, однако количественных дащых по влиянию секционирования на перемешивание газа пока не имеется. [c.69] Наконец, секционирование взвешенного слоя с помощью решеток влияет на неоднородность слоя. Общее количество газа, проходящего через слой в виде пузырей, как уже говорилось, пропорционально величине Шг — гг кр, а потому не должно зависеть от секционирования. Правда, в одной из работ [156] указывается, что при наличии решеток в слое Шкр увеличивается на 6—10%, но так как обычно величина в несколько раз больше кр, то при таком увеличении разность да — г кр изменится мало. Однако решетки разбивают газовые пузыри [156], кроме того, из-за меньших величин Я/1) в многослойных аппаратах крупные пузыри в них не успевают образоваться, а потому однородность слоя в этом случае улучшается. [c.69] Для установок дегидрирования бутана во взвешенном слое с циркуляцией катализатора повышение выходов в секционированном реакторе (по сравнению с 1-слойным) объясняется, вероятно, главным образом уменьшением перемешивания частиц катализатора. В самом деле, поступающий из регенератора мелкозернистый катализатор в 1-слойном реакторе полностью перемешивается со всей массой катализатора, находящегося в реакторе. За счет избыточного кислорода катализатора образование воды происходит во всем объеме реактора, а, следовательно, снижается активность всего катализатора, находящегося в реакторе. При дегидрировании в секционированном решетками реакторе регенерированный катализатор поступает в верхнюю часть, где и происходит связывание избыточного кислорода. Чем больше число секций или чем выше их эффективность, тем меньше перемешивание частиц катализатора. Иначе говоря, чем больше приближение секционированного реактора к аппарату идеального вытеснения, тем быстрее происходит удаление избыточного кислорода в этом случае, большая часть объема катализатора характеризуется максимальной активностью. [c.69] Из этих данных и из рис. 26 следует, что увеличение числа слоев наиболее эффективно до 8—10. [c.70] Эти положения, а также уравнения (30) и (31) используются для проектирования реакторов (см. гл. V). [c.70] На основании гидродинамических характеристик реакторов полученные зависимости по дегидрированию бутана во взвешенном слое катализатора К-5 качественно объясняются довольно просто. Все отличительные особенности процесса дегидрирования во взвешенном слое вызываются главным образом перемешиванием катализатора и проскоком газа, которые, в свою очередь, зависят от линейной скорости, отношения H/D, ср и других факторов. [c.70] В области больших W/F линейная скорость газа в условиях испытания приближалась к критической, проскок газа был незначительным. Глубина дегидрирования поэтому должна мало отличаться от глубины дегидрирования в реакторе с неподвижным катализатором, что и наблюдается (см. рис. 18 . [c.71] Наконец, поскольку проскок газа при прочих равных условиях не зависит от диаметра реактора, то и выходы непосредственно не должны зависеть от диаметра. Это, в общем, и наблюдается в наших опытах различие же зависит, как уже указывалось, от побочных обстоятельств (несоблюдение постоянства в линейной скорости при WJF= onst или постоянства WjF при t ), = onst). [c.71] Роль перемешивания и проскока газа более подробно исследована на примере дегидрирования изопентана [163]. Получены подробные кинетические данные при различных условиях, и в том числе при HID=l, ор = 63 мк, приведенной скорости газа Шпр= = 11—24, а также при HID = i, d p = 230 мк и Шпр = 2—4. В первом случае можно было бы ожидать идеального перемешивания газа, т. е. выравнивания концентрации реагентов по высоте слоя во втором случае глубина дегидрирования должна быть близкой по величине к глубине дегидрирования в неподвижном слое, так как по гидродинамическим характеристикам такой реактор больше приближается к реактору идеального вытеснения . [c.71] Следовательно, основным фактором, влияющим на процесс дегидрирования бутана во взвешенном слое, является проскок части газа в виде пузырей, а кажущаяся скорость дегидрирования определяется величиной проскока газа. [c.72] Дегидрирование. Если по данным опытов в реакторе со взвешенным слоем рассчитать величины кажущихся констант скорости взв и отнести их к величинам констант скорости (для тех же температур), полученных в реакторе с неподвижным (плотным) слоем к, то коэффициент ф = взв/ и будет характеризовать уменьшение скорости реакции в реакторе со взвешенным слоем. [c.72] Диаметр реактора О, мм H D Размер частиц ка.тализатора ср МК Линейная скорость таза в реакторе ЪВр см/сек Константа скорости дегидрирова- ния взв Величина, характеризую щая проскок газа /- кр W. [c.73] С достаточной для расчета состава продуктов дегидрирования бутана точностью можно считать, что выход дивинила равен 10% от выхода бутилена. [c.74] Углеотложение. Величина зауглероженности катализатора практически не зависит от объемной скорости бутана, поэтому проскок части бутана не должен влиять на эту величину. Следовательно, скорость углеотложения во взвешенном слое описывается тем же уравнением (20), что и для неподвижного слоя, причем т означает среднее время пребывания катализатора в реакторе со взвешенным слоем. [c.75] Изомеризация. Соотношение изомеров н-бутилена, получаемых прн дегидрировании н-бутана в реакторе со взвешенным слоем катализатора, приводится в табл. 14. Из этих данных видно, что в исследованном диапазоне температур дегидрирования соотношения изомеров н-бутилена остаются практически постоянными,, близкими к равновесным значениям. [c.75] Вернуться к основной статье