ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Специальная аппаратура производств синтетических каучуков Аппаратура полимеризационных процессов из "оборудование производств основного органического синтеза и синтетических каучуков" Для осуществления химических превращений с наилучшим экономическим эффектом необходимо вести процесс при оптимальной температуре. [c.228] В ряде случаев теплоносителем (или хладоагентом) может служить один из исходных компонентов сырьевой смеси (который берется в избытке), продукты реакции или предварительно нагретый (охлажденный) катализатор. В качестве примеров можно привести такие процессы, как дегидрирование этилбензола в стирол, дегидрирование бутиленов в дивинил (теплоноситель — водяной пар), гидратация ацетилена (вода), гидрирование уксусного альдегида (водород), гидрохлорирование моновинилацетилена (моновинилацетилен), дегидрирование бутана в бутилены (нагретый катализатор) и т. д. [c.229] В этих случаях нет надобности применять какой-либо специальный теплоноситель. [c.229] Однако в ряде случаев приходится прибегать к теплообмену через поверхность. В большинстве случаев при этом приходится пользоваться специальными теплоносителями или хладоагентами, выбор которых обусловливается рабочей температурой и спецификой процесса. [c.229] К теплоносителям и хладоагентам предъявляется ряд требований химическая стойкость в рабочих условиях процесса, высокая теплоемкость, высокая теплота парообразования, огне- и взрывобезопасность, неядовитость, отсутствие коррозионного воздействия на конструкционный материал, доступность и дешевизна. [c.229] Дешевыми и распространенными теплоносителями являются топочные газы, позволяющие достичь температур порядка 1000° С и выше. Однако существенным недостатком применения топочных газов является невозможность обеспечить достаточно высокий коэффициент теплоотдачи. Значения его обычно не превышают 10—25 ккал[м ч - град. Поэтому аппараты получаются с большими поверхностями теплообмена. В тех случаях, когда процессы проводятся при умеренных температурах, применение топочных газов с высокой температурой нежелательно, так как могут происходить местные перегревы реакционной массы у стенки реактора. [c.229] Для снижения температуры топочных газов применяют рециркуляцию их, т. е. возвращение части охлажденных газов (прошедших теплообменник) для разбавления свежих. В результате уменьшается опасность перегрева стенок реакционных аппаратов и создаются более благоприятные условия для равномерного обогрева. Кроме того, применение циркуляции увеличивает интенсивность теплообмена, так как увеличивается количество и соответственно скорость газов, проходящих через аппарат. [c.229] Среди паров органических веществ, используемых в качестве теплоносителей, наиболее широкое применение имеют пары ди-фенильной смеси. Она представляет собой эвтектическую и азеотропную смесь дифенила (23,5%) и дифенилового эфира (76,5%) и известна под различными другими названиями дау-терм А, динил, ВОТ (высокотемпературный органический теплоноситель) и др. Одним из наиболее ценных свойств дифенильной сМеси как теплоносителя является относительно низкое давление насыщенных паров при довольно высоких температурах. Так, пары дифенильной смеси в пределах температур 350—400° С имеют давление насыщения 5,3—10,6 af. Предельная рабочая температура дифенильной смеси ограничивается ее термической стойкостью (385—400° С). [c.230] Применяются в качестве теплоносителей пары нафталина, дифенила, дифенилового эфира, которые также имеют низкое давление насыщенных паров, однако уступают дифенильной смеси по термической стойкости (предельная температура применения дифенила и дифенилового эфира 370°, нафталина 300° С) и некоторым другим показателям. [c.230] Находят применение и жидкие теплоносители, к числу которых относятся минеральные масла, глицерин, тетра-хлордифенил и другие хлоропроизводные дифенила, крем-нийорганические соединения (смеси арил- и алкил-полисилоксанов, тетраксилоксисилан и т. д.), а также уже рассмотренные ранее высококипящие органические теплоносители — дифенильная смесь, нафталин, дифенил, дифениловый эфир и другие, которые могут применяться и в виде некипящих жидкостей. [c.231] Температурный предел применения минеральных масел несколько ниже их температуры вспышки и практически равен 200—300° С. Глицерин применяется до температур 220—250° С, те-трахлордифенил до 300° С. Кремнийорганические соединения применяются при температурах до 350—400°С. [c.231] Представляют большой интерес неорганические жидкие теплоносители, к числу которых относятся расплавленные неорганические соли и их сплавы, например нитрит-нитратная смесь, широко применяемая на установках каталитического крекинга нефти и в других контактно-каталитических процессах, а также жидкие металлы и их сплавы, например олово, свинец, сплавы Вуда, Розе и другие. Эти теплоносители характеризуются высоким температурным интервалом их применения (особенно металлы и их сплавы), обеспечивают равномерную тем пературу обогрева и хорошие условия теплообмена. Поэтому они применяются в тех случаях, когда процессы чувствительны к колебаниям температуры. Особенно тонкое регулирование температуры достигается с применением металлов и сплавов вследствие их очень малой тепловой инерции. [c.231] Электрический обогрев, ввиду относительно высокой стоимости электроэнергии, применяется сравнительно редко и преимущественно в небольших установках. [c.231] Применение воды для отвода тепла реакции иногда нежелательно из-за переохлаждения стенок реактора или возмолшости коррозии. В этом случае в качестве хладоагента применяют масло или другие высококипящие органические вещества, температура которых может незначительно отличаться от температуры в реакторе. Энергичный отвод тепла достигается за счет принудительной или естественной циркуляции масла через теплообменники охлаждаемые водой. [c.232] Такая система отвода тепла осуществляется, например, в реакторах для окисления этилена в окись этилена, для гидрохлорирования ацетилена и т. п. Иногда отвод тепла реакции производится за счет испарения специально вводимых в систему высококипящих органических веществ. Например, температура в реакторах для окисления пентана поддерживается постоянной за счет испарения дифенила (температура кипения 255° С). [c.232] Для процессов, в которых требуется обеспечение более низких температур, широко применяются рассолы водные растворы хлористого кальция (с содержанием соли до 30 вес. %), хлористого натрия (с содержанием соли до 23 вес. %) и этилового спирта, предварительно охлажденные до низких температур. Температура охлаждения ограничена температурой замерзания растворов, которая, в свою очередь, зависит от их концентрации (см. приложение 7). [c.232] К недостаткам растворов хлористого кальция и натрия, по сравнению с раствором этилового спирта как хладоагента, следует отнести их коррозионность. Применение спиртовых растворов особенно целесообразно, когда этиловый опирт используется в других процессах данного производства. [c.232] Для низкотемпературных процессов в качестве хладоагентов применяются низкокипящие жидкости аммиак (т. кип. [c.232] Основным недостатком алифатических углеводородов является их легкая воспламеняемость и образование взрывоопасных смесей с воздухом. Однако они находят широкое применение в промышленности ООС и СК вследствие их доступности и невысокой стоимости. [c.233] Вернуться к основной статье