ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы ХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЦЕССА из "Основы технологии органических веществ" Конечные продукты гидрогенизации содержат значительно больше водорода, чем исходное сырье. Для покрытия этой разницы требуется различное количество водорода. Приведенные на рис. 28 данные показывают содержание углерода, водорода, серы, азота и кислорода в исходном сырье и в конечных продуктах гидрогенизации. По этим данным можно определить расход водорода на гидрогенизацию. [c.95] Из конечных продуктов газообразные углеводороды (метан, этан и др.) требуют наибольщего расхода водорода на их образование. Поэтому из экономических соображений стремятся подавить образование этих газов гидрогенизации. [c.96] На превращение циклических, ароматических, жирно-ароматических и олефиновых углеводородов в насыщенные соединения требуется меньше водорода. Наименьшее количество водорода расходуется на образование новых углеводородов с разрывом углеродной цепи (деструктивная гидрогенизация). Отсюда можно сделать вывод, что расход водорода уменьшается в такой последовательности уголь- -смола- -нефть. [c.96] При гидрировании происходит расщепление молекул. Молекулярный вес каменного и бурого углей превышает примерно 5000, молекулярные же веса каменноугольной смолы, нефти, смазочных масел равны 400—600, полукоксовой смолы и парафина 250—400, бензина и дизельного топлива 100—250. [c.96] Бергиус применял горизонтальные реакционные аппараты с двойными стенками, между которыми циркулировал теплоноситель—комнримированные Ng или СО . Он доказал также возможность гидрогенизации угля с хорошими выходами жидких продуктов. Однако этот метод оказался неэкономичным по многим причинам, в частности потому, что получалось мало бензина. [c.97] Существовало общепринятое мнение, что сера отравляет любой катализатор гидрогенизации. В противовес этому мнению было найдено, что такие элементы, как молибден и вольфрам, в форме сульфидов, сохраняют достаточную активность в процессе гидрогенизации в присутствии серы. Одновременно было также отмечено значительное подавление реакций образования нежелательных углеводородов. [c.97] Наряду с этим фирма BASF располагала большим производственным опытом в области синтеза аммиака по Бошу, а также опытом аппаратурного оформления процесса гидрогенизации окиси углерода до метанола и изобутилового спирта. Уже в 1924 г. была введена в эксплуатацию первая заводская установка гидрогенизации буроугольной смолы в бензин при 200 ат и 450°. [c.97] Для непосредственного превращения буроугольной смолы в бензин приходилось вести процесс с очень большим избытком водорода, в противном случае на поверхности катализатора отлагались высокомолекулярные малогидрированные продукты. Эти помехи были устранены при проведении гидрогенизации в две фазы. [c.97] Как и синтез метанола и аммиака под давлением, процесс жидкофазной гидрогенизации ведут в вертикальных реакторах. Сначала применялись мешалки, затем оказалось, что поток водорода производит достаточно хорошее перемешивание. При отсутствии мешалок отпадает необходимость в сальниковых уплотнениях вращающегося вала. Для перемешивания применяется циркуляция избыточного водорода, проходящего через жидкость и препятствующего осаждению реакционной массы и катализатора. Внутренняя поверхность стенки реактора высокого давления должна быть возможно более гладкой. Водород растворяется под давлением в масле однако количества его, растворяющегося при 200 ат, недостаточно для гидрирования. Тем не менее скорость растворения водорода, поступающего в реактор, столь велика, что водорода всегда хватает. Растворимость водорода увеличивается приблизительно пропорционально давлению при давлении свыше 1000 ат в растворе содержалось бы так много водорода, что можно было бы отказаться от его рециркуляции. [c.98] Наибольший диаметр таких реакторов 1200 мм (в свету), длина до 18 м. [c.99] Начиная с 1940 г. строят также реакторы, состоящие из одной внутренней трубы из специальной стали, устойчивой к действию водорода. Толщина стенки трубы составляет лишь 20 мм. Труба обмотана стальными лентами, поэтому такие реакторы называются реакторами с ленточной обмоткой . Ленту наматывают при температуре около 800° и затем охлаждают, чтобы она плотно прилегала к стенке трубы. Лента профилирована таким образом, чтобы выступы ее верхнего слоя всегда входили в выемки нижнего слоя этим достигается плотное сцепление. Такая конструкция отличается исключительной эластичностью и прочностью и хорошо сопротивляется воздействию внутреннего давления. [c.99] На рис. 29 схематично показана конструкция обычных реакторов высокого давления для жидкофазной и парофазной гидрогенизации. [c.99] При проведении процессов под высоким давлением особое внимание следует уделять герметизации аппаратов и присоединений трубопроводов, так как малейшая неплотность быстро увеличивается, и поврежденный аппарат приходится выключать. [c.99] А—для жидкифазной гидрогенизации Б—для парофазной гидрогенизации /—гильза для термометра 2—штуцеры для ввода холодного газа 5—штуцер для отбора проб трубка для удаления твердых примесей 5—катализатор. [c.100] Раньше для герметизации реакторов высокого давления применяли конусное уплотнение крышки аппарата (рис. 30,Л). Перед подъемом давления в аппарате очень сильно затягивали болты, запрессовывая таким образом конус, приваренный к крышке, в конический верхний край корпуса реактора. Поверхность уплотнения представляла собой очень узкую полоску, и после каждого открывания крышки аппарата приходилось снова пришлифовывать конусную поверхность. Впоследствии для уплотнения крышек стали применять специальное двухконусное кольцо, автоматически создающее уплотнение при повышении внутреннего давления (рис. 30,5). [c.100] По три или четыре реактора смонтированы вместе с теплообменниками и сепараторами в блоках, армированных бетоном. Сверху и спереди блоки открыты, передний проем закрыт снизу дверцами и огражден железобетонными плитами. Такой открытой конструкции отдают предпочтение, так как она позволяет предотвратить накопление взрывоопасной газовой смеси в блоке. При появлении неплотностей газовая смесь и циркулирующий водород частично вытекают из аппарата и воспламеняются. Трубчатый подогреватель и газодувки для подачи циркулирующего газа расположены рядом с блоком. Все измерительные и регулирующие приборы находятся в специальном корпусе управления, расположенном вдоль задней стенки блока таким образом создаются безопасные условия работы обслуживающего персонала. Вдоль ряда блоков перемещается по рельсам очень мощный монтажный кран, при помощи которого можно сменять реакторы, теплообменники и трубы подогревателей. [c.101] Контроль процесса гидрогенизации и работы дистилляционной аппаратуры из блока управления заключается главным образом в замере и регистрации температуры, давления и количества газов. Начальник производства имеет возможность на основании получаемых диаграмм осуществить контроль последующих процессов. Поскольку применяемые методы измерения и регулирования используются и в других процессах химической технологии, особенно при регулировании непрерывных процессов, эти методы будут здесь кратко описаны. [c.101] Вернуться к основной статье