Реактор также Контактные синтеза аммиака

Конструкции корпуса и других элементов реактора существенно зависят от давления, при котором протекает реакция. Реакторы низкого давления (контактные аппараты, конвертеры) имеют обычно сравнительно тонкостенный сварной цилиндрический корпус, непосредственно к которому крепят решетчатые полки с катализатором. Штуцера для подвода и отвода реагентов обычно приварены к боковой стенке корпуса, В качестве корпусов реакторов высокого давления (10—100 МПа) применяют цельнокованые, ковано-сварные или многослойные сварные цилиндрические толстостенные сосуды (из стали 22ХЗМ), закрытые массивными плоскими крышками (рис, 4,40), Реагенты подводят и отводят через крышки боковые штуцера применяют редко. Для герметизации соединения корпуса и крышки в последнее время используют преимущественно двухконусный самоуплотняющийся затвор, Такие реакторы применяют в основном для синтеза аммиака и метанола (колонны синтеза). Реакция происходит в катализаторной коробке (насадке колонны), закрепленной с зазором относительно корпуса, В зазоре циркулирует холодный синтез-газ, охлаждающий корпус и стенку катализаторной коробки и этим защищающий их от перегрева и соответствующей потери прочности материала стенки, а также от температурных напряжений. Создание крупных колонн синтеза и агрегатов большой единичной мощности обусловлено развитием сварочной техники, в частности электрошлаковой сварки, позволяющей сваривать толстые детали. [c.286]

Реакторы с твердым катализатором, предназначенные для катализа газов, называют также контактными аппаратами или конверторами. Реакторы, имеющие небольшой диаметр при значительной высоте, что характерно для конверторов, работающих под большим давлением, называют также колоннами, например, колонны синтеза аммиака, метанола и т. п. Реакторы для эндотермических процессов, внутри которых вырабатывается тепло (сжиганием топлива, электронагревом и т. п.), используемое для нагревания реагирующих газов, называют нередко печами. Те или иные названия реакторов, принятые в различных отраслях промышленности, будут встречаться при дальнейшем изложении в последующих главах. [c.108]

Газовые реакции на твердом катализаторе распространены в химической промышленности. В частности, производство азотных удобрений было бы невозможным без каталитических реакций конверсии метана и моноксида углерода, синтеза аммиака и окисления его до моноксида азота. Серную кислоту, необходимую для производства фосфорных удобрений, в настоящее время получают почти исключительно контактным способом, основанным на каталитическом окислении сернистого ангидрида в серный. Примеры таких процессов в нефтехимических и органических производствах — каталитический крекинг и риформинг нефтепродуктов, а также синтез метанола и других спиртов и углеводородов. Реакторы для таких процессов обычно называют контактными аппаратами или колоннами синтеза. [c.285]

Металлические материалы широко применяют в аппарато- и машиностроении, катализе, электротехнике, радио- и электронной промышленности. Действительно, чтобы осуществить любой процесс, например химико-технологический, необходимо располагать соответствующей аппаратурой. Использование представлений макрокинетики, теории химических реакторов, а также методов математического и физического моделирования в принципе позволяет найти оптимальную для данного процесса конструкцию и размеры аппарата. Но тогда возникает вопрос, из каких материалов следует делать эту аппаратуру, чтобы она была способна противостоять разнообразным агрессивным воздействиям, в том числе химическим, механическим, термическим, электрическим, а в ряде случаев также радиационным и биологическим. Выбор конструкционных материалов осложняется, когда перечисленные воздействия сопутствуют друг другу. Кроме того, в последнее время требования к материалам, используемым только в химической технологии, повысились по двум причинам. Во-первых, значительно шире стали применять экстремальные воздействия, такие, как сверхвысокие и сверхнизкие температуры и давления, ударные и взрывные волны, ионизирующие излучения, биологические ферменты. Во-вторых, переход к аппаратам большой единичной мощности по производству основных химических продуктов создает исключительно сложные проблемы в изготовлении, транспортировке, монтаже и эксплуатации подобных установок. Например, на современном химическом предприятии можно видеть контактные печи для производства серной кислоты диаметром 5 м, содержащие до 5000 различных труб, реакторы синтеза аммиака и ректификационные колонны высотой более 60 м. Сочетание механических свойств, таких, как прочность, вязкость, пластичность, упругость и твердость, с технологическими свойствами (возможность использования приемов ковки, сварки, обработки режущими инструментами) делает металлические материалы незаменимыми для построения химических реакторов самой разнообразной формы и размеров. [c.135]

В промышленности широко используется проведение реакций в струе газа, проходящего через реактор, который может быть или пустым, играя роль только области, где поддерживается постоянная температура, или заполненным слоем зер-неного катализатора. Примерами реакций, осуществляемых в потоке в промышленных масштабах, могут служить реакции термического и каталитического крекинга нефтепродуктов, каталитического алкилирования, иолимеризации, гидро- и дегидрогенизации углеводородов, дегидратации и дегидрогенизации спиртов, гидратации олефинов, галоидирования, нитроваиия охислами азота, синтеза аммиака, получения серной кислоты контактным способом, синтеза моторного топлива н т. п. Поэтому и лабораторные опыты по изучению кинетики многих в.ажных широко применяемых в промышленности реакций проводятся также в потоке. Вследствие того, что реакции этого типа проводятся обычно при постоянном давлении и сопровождаются в большинстве случаев изменением объема участвующих в реакции веществ, уравнения кинетики этих процессов должны отличаться от уравнений, выведенных выше для условия ПОСТОЯННОГО) объема. Кроме того, и сам метод расчета кон-стаит скоростей реакций, протекающих в потоке, должен отличаться от методов расчета констант скоростей реакций,осуществляемых при постоянном объеме, так как очень трудно определить время пребывания реагирующих веществ в зоне реакции (так называемое время контакта). [c.48]

Рассмотрены вопросы устойчивости и автотермичности реакторов, расчета оптимальных режимов. В качестве примеров для изучения взяты реакторы с неподвижным слоем, прежде всего реакторы для синтеза аммиака и окисления двуокиси серы, играющие наиболее важную роль в химической промышленности. Приведены также расчеты реакторов с псевдоожиженным слоем (основы теории псевдоожил ення являются предметом ряда специальных монографий и здесь не излагаются). Из контактных аппаратов других типов приведены колонны Кёлбела с катализатором, суспендированным в жидкости. В книге не рассматривались реакции, осуществляющиеся в жидкой фазе с взвешенным в ней катализатором. В конце книги кратко излагаются вопросы оптимизации реакторов, а также применения электронно-вычислительных и аналоговых машин. [c.10]

Технологическая схема одного из существующих вариантов синтеза акрилонитрила изображена на рис. 109. Воздух, водяной пар, пропиленсодержащие газы и аммиак подают под распределительную решетку реактора 1 с псевдоожиженным слоем катализатора, имеющего устройство для съема тепла и получения пара высокого давления, а также циклоны, возвращающие унесенный катализатор в псевдоожиженный слой. Горячие контактные газы проходят котел-утилизатор 2, где охлаждаются до 80—90 °С, и поступают в абсорбер 3, орошаемый концентрированным водным раствором сульфата аммония, содержащим избыточную серную кислоту. В этом абсорбере улавливается аммиак, причем полученный сульфат аммония идет на переработку для получения удобрений (425 кг 100%-ного сульфата на 1 т акрилонитрила). Далее нейтрализованный контактный газ идет в абсорбер 4, орошаемый водой, где поглощаются акрилонитрил, ацетонитрил, синильная кислота и другие водорастворимые вещества. Отходящий из этой колонны газ содержит непревращенные пропилен, пропан и окислы углерода и может сбрасываться в атмосферу, но более экономно и целесообразно с точки зрения охраны природы дожигать его в специальных печах и утилизировать полученное тепло для производства водяного пара. Из полученного раствора в колонне 7 отгоняют с острым паром акрилонитрил-сырец, причем кубовую жидкость после использования ее тепла для подогрева раствора в теплообменнике 6 и дополнительного охлаждения в холодильнике 5 вновь направляют на абсорбцию. [c.513]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология