Реактор жидкофазный лабораторный

Жидкофазные лабораторные реакторы обладают рядом отличий от газофазных, поэтому их целесообразно рассмотреть особо. Устройство аппаратов мало меняется от того, проводятся ли в них чисто жидкофазные или газо-жидкофазные реакции с твердым катализатором. Последний тип реакций, к которому относятся жидкофазное гидрирование, восстановление водородом, жидкофазное окисление молекулярным кислородом, ряд реакций оксосинтеза, реакций с ацетиленом и др., в настоящее время более распространен в технике, чем первый, к которому принадлежат реакции алкилирования, дегидратации и этерифи-кации. Жидкофазные и особенно газо-жидкофазные реакции в большинстве случаев проводятся под давлением, что, естественно, определяет конструкцию лабораторной аппаратуры. [c.360]

Жидкофазные лабораторные реакторы обладают рядом отличий от газофазных, поэтому их целесообразно рассмотреть особо. Устройство аппаратов мало меняется от того, проводятся ли в них чисто жидкофазные или газо-жидкофазные реакции с твердым катализатором. Последний тип реакций, к которому относятся жидкофазное гидрирование, восстановление водородом, жидкофазное окисление молекулярным кислородом в настоящее время более распространен в технике, чем первый, к которому принадлежат реакции алкилирования, дегидратации и этерификации. [c.414]

Лабораторный реактор полного подобия для жидкофазных реакций. [c.268]

Экспериментально найденные на лабораторной установке оптимальные условия работы катализатора можно непосредственно перенести на аппарат большого масштаба лишь в том случае, когда они определены для условий, очень близких к промышленным. Примером может послужить исследование хода процесса в трубке промышленных размеров на катализаторе обычной степени дисперсности с целью поиска оптимальных значений температуры реакции, скорости потока и пр. Эффективный поиск должен осуществляться с помощью статистических методов направленного движения к оптимальному режиму [1, 2]. Этот поиск должен быть более детальным, чем при первоначальном подборе катализатора. Результаты эксперимента поставленного по такой методике, могут быть непосредственно перенесены на промышленный трубчатый реактор. Это же имеет место при поиске оптимального режима в жидкофазных проточных реакторах идеального смешения. [c.400]

Конструктивно лабораторные аппараты для жидкофазных реакций, работающие под давлением, можно разделить на автоклавы и аппараты колонного или трубчатого типа. Первые можно применять и как статические реакторы, и (при наличии специальных штуцеров) как динамические безградиентные аппараты для исследования кинетики реакций. Все варианты автоклавов должны предусматривать хорошее перемешивание реакционной массы. Аппараты второго типа представляют собой интегральные реакторы, подобные описанным выше для газофазных процессов. [c.415]

Проточные интегральные лабораторные реакторы для жидкофазных реакций представляют собой простые трубки из стекла или металла. При работе с высокими давлениями конструктивно приходится вносить значительные усложнения, которые подробно изложены в работе [20]. [c.418]

Лабораторные газо-жидкофазные проточные реакторы выполняют в виде колонок, где в качестве насадки применяют таблетки катализатора. Конструкция их в основном зависит от давления, при котором проводится процесс, и не представляет ничего оригинального по сравнению с конструкциями реакторов для жидкофазных реакций. [c.418]

На рис. 35 показано, что поверхность раздела фаз в промышленных системах может быть в сто и больше раз выше, чем в лабораторной установке с относительной высотой реактора до 0,1. Следовательно, в промышленных масштабах условия гидрирования значительно улучшаются если в лабораторных опытах не было обнаружено заметного диффузионного торможения, то его не следует ожидать и в заводских реакторах. Влияние диффузии водорода к поверхности катализатора при жидкофазной гидрогенизации в проточных реакторных устройствах до настоящего времени не изучалось. В статических условиях оно детально изучено в ИФХ АН СССР [54, 58]. Ё результате всестороннего изучения гидрирования жирных кислот в жидкой фазе было предложено обобщенное кинетическое уравнение [58], которое может быть выражено так [c.161]

Заканчивая краткое рассмотрение общих сведений по прикладной макрокинетике сложных гидрогенизационных процессов в нефтепереработке, нужно еще раз подчеркнуть особые трудности макрокинетического анализа сложных модификаций жидкофазного гидрокрекинга с плавающими порошкообразными катализаторами. Вследствие исключительной трудности четкого математического описания и расчета жидкофазных гидрогенизационных процессов на основе результатов лабораторных (или пилотных) исследований ранее использовали эмпирические переходные коэффициенты от лабораторных (пилотных) масштабов работ к заводским [4, 90]. В последнее время [22, 24, 91—93] кинетику химических процессов, осложненных в заводских реакторах наличием диффузии и теплопередачи, начали изучать с применением математических методов [33, 91—93], Такое математическое моделирование пока, к сожалению, практически применимо лишь для простейших процессов типа сернокислотного катализа. Исследования кинетики необходимо проводить в строго определенных условиях, полностью исключающих влияние гидродинамических факторов и гарантирующих изотермичность процесса. Такие условия обеспечиваются, наприме >, при применении проточно-циркуляционного метода [94]. Довольно точные данные о кинетике в некоторых случаях можно получить и по более простой методике при частичном разбавлении исходного сырья продуктами реакции [61, 71] однако полная изотермичность зоны катализа при этом не гарантируется. [c.163]

Принципиальная схема лабораторного реактора периодического действия идеального смешения приведена на рис. X. 1,а. Быстрое выравнивание концентраций реагентов Сг (г = 1,2,. .., п) по объему достигается использованием мешалок с большим числом оборотов. Температура смеси поддерживается постоянной с помощью термостата. В подобных реакторах проводят исследование гомогенных жидкофазных реакций. Исходные вещества С,- с концентрациями с (0) заливаются в реактор, текущие концентрации с ( ) измеряются непрерывно или дискретно, в моменты времени th (Л = 1,2,..., т). Интервал времени th+ — ih должен быть таким, чтобы разность превышала абсолютную [c.253]

Жидкофазное окисление о-ксилола осуществлено на лабораторной установке, схема которой приведена на рис. 79. Процесс вели при 130 и 150° С и повыщенном давлении. Воздух из баллона 1 проходил через фильтр 2 в реактор 3 барботажного типа, снабженный электрообогревом. Туда же поступал о-ксилол. Отработанный воздух с парами о-ксилола и воды поступал в водяной [c.180]

Лабораторные реакторы для исследования жидкофазных реакций [c.360]

В то время как исследования газофазных процессов всегда ведутся динамическими методами, изучение кинетики реакции в жидкой фазе часто проводят в статических реакторах. Статические реакторы для чисто жидкофазных гетерогенно-каталитических процессов не отличаются от обычных лабораторных жидкостных реакторов. Здесь могут быть использованы и колбы с мешалками, и лабораторные аппараты с мешалкой. Катализатор загружается в аппарат в виде растертого порошка. Важно, чтобы было обеспечено хорошее суспендирование катализатора. [c.360]

Проточные интегральные лабораторные реакторы для жидкофазных реакций не представляют собой ничего оригинального. Для работы над низким давлением — это простые трубки из стекла или металла. При работе с высокими давлениями реакторы принципиально не изменяются, однако конструктивно при- [c.364]

Лабораторные газо-жидкофазные проточные реакторы могут выполняться и в виде скрубберов, в качестве насадки в которых служат таблетки катализатора. Скрубберы могут быть как прямоточные, так и противоточные. Конструкция их в основном зависит от давления, при котором проводится процесс, и не представляет ничего оригинального по сравнению с конструкциями реакторов для жидкофазных реакций. [c.364]

Цель настоящей работы - показать эффективность гидравлического моделирования на примере исследования и устранения поперечной неравномерности простейшего жидкофазного реактора непрерывного действия. Пусть лабораторными исследованиями установлено, что для проведения некоторой гомогенной реакции в жидкой фазе требуется некоторое время Т Расход жидкости задан. Тогда инженер найдет, что необходимый объём аппарата составит , [c.564]

Реакторы смешения широко применяются как в лабораторной практике, так и в промышленных установках. При проведении жидкофазных процессов мелкозернистый катализатор суспендируют в реакционной массе при интенсивном перемешивании. В качестве реакционных аппаратов используются лабораторные колбы, снабженные мешалкой, автоклавы и большие промышленные реакторы. [c.11]

Уравнение (1) описывает ход расщепления сырья и проме-жуточных веществ, но недостаточно для определения выходов целевых продуктов. Обычная схема вычисления их, предложенная для простейших последовательных реакций [8, 9, 10, 11] при параллельно-последовательном механизме и коэфициенте /9 0 не применима, так как приводит к уравнениям, не поддающимся прямым решениям. Однако эта задача сильно упрощается, если пользоваться не чисто аналитическим, а графоаналитическим методом и графически представлять выявляемые кинетические закономерности. На фиг. 1 показаны кинетические кривые (1, 2, 3, 4 и 5) жидкофазной деструктивной гидрогенизации каменного угля и расхода водорода (кривая 6) на опытной установке под давлением 700 ати. На этих кривых, типичных для первой ступени процесса, отчетливо видны максимумы образования тяжелого масла 2 в начальных стадиях реагирования (и соответствующих им больших объемных скоростях), характерные для чисто консекутивных и параллельно-последовательных сложных процессов. При больших степенях превращения органической массы угля (у >96—98%) тяжелое масло уже почти не образуется вновь и только расщепляется на более легкие соединения. В этой области нетрудно найти кинетические константы распада тяжелого масла, являющегося лимитирующей стадией процесса, и по ним судить об интенсивности деструктивной гидрогенизации в целом . В табл. 8 приводятся результаты таких вычислений для каменного и бурого углей,, а также жидкофазной гидрогенизации двух типов смол полукоксования. Пол ченные данные подтверждают ранее сделанные общие выводы о влиянии на процесс давления, температуры и природы сырья. Сравнение констант, вычисленных по данным экспериментальной и заводской установок, перерабатывающих сырье близких качеств, показывает значительное снижение скоростей в промышленных условиях по сравнению с лабораторными и полузаводскими. Отмеченное является следствием изменения гидродинамических режимов и неизбежной неравномерности распределения температур в промышленных реакторах [12, 13, 14]. [c.82]

Последняя не действует только на реакцию нулевого порядка и очень невыгодна для глубоких форм процессов. с боль-шой неравномерностью реагирования во времени. При сложном параллельно-последовательном расщеплении сырья внутреннее перемешивание должно уменьшать выходы промежуточных продуктов (среднего масла и бензина) и увеличивать образование конечных веществ (газа). Как показано А. Н. Плановским, секционирование зоны реакции значительно уменьшает воздействие внутренней циркуляции. Осложнения, вызываемые перемешиванием в проточных реакторах, в условиях жидкофазной гидрогенизации с плавающими катализаторами должны сказываться меньше, чем в других случаях, так как часть продуктов превращения испаряется и выводится из сферы реакции. Заметную роль перемешивание может играть в лабораторных условиях и на опытных установках при небольших отношениях высот к диаметрам реакторов. С увеличением последних введением секционирования и последовательной установкой нескольких колонн внутренняя циркуляция из-за барботажа водорода будет уменьшаться и в пределе не оказывать заметного действия. Тем не менее эти осложнения нужно учитывать, так как недооценка их может искажать результаты экспериментальных работ. В промышленных многоколонных гидрогенизационных системах влияние внутренней циркуляции, повидимому, незначительно, и при анализе результатов работы его можно не учитывать. [c.106]

Жидкофазная гидрогенизация угольной пасты, смол и нефтяных остатков проводится в промышленности за редкими исключениями над плавающими катализаторами. При применении их возникает необходимость регулировать весовую концентрацию катализатора в реакторе, зависящую от степени измельчения катализатора и линейных скоростей движения жидкости. Вопросы теории суспендирования порошкообразных материалов в восходящем потоке жидкости рассматриваются в другой статье этого сборника [57]. Дополнительно отмечается только, что при увеличении мощностей гидрогенизационных установок гидравлические режимы, как правило, изменяются, происходит некоторое возрастание линейных скоростей движения жидкости и вследствие этого уменьшение весовой концентрации катализатора в единице объема реактора. В результате интенсивность каталитических превращений в заводских масштабах по сравнению с лабораторными условиями должна несколько умень- [c.107]

Инструкция к лабораторной работе Исследование работы жидкофазных реакторов [c.257]

Для исследования реакции жидкофазного окисления циклогексана в условиях непрерывной подачи воздуха и окисляемого углеводорода была создана лабораторная установка В качестве реактора использовался колонный автоклав (см. рис. 4) и автоклав с мешалкой (см. рис. 5). [c.37]

Лабораторные реакторы высотой 300 см были рассчитаны на объем суспензии 3,10 и 25 л. Реакторы имели форму двойных коаксиальных труб. Суспензия циркулировала через центральную трубку под напором газа, пузырьки которого, поднимаясь от пористой керамической пластинки, проходили в кольцеобразную часть реактора, что приводило к пониженной плотности суспензии в кольцевом пространстве, а не в центральной трубе. Реакторы полупромышленного типа вмещали 300 л суспензии и были снабжены насосом для циркуляции суспензии. Типичная схема жидкофазного процесса с циркуляцией масла изображена на рис. 103. Был также испытан полупромышленный реактор больших размеров, вмещавший 1,5 ж суспензии. Он имел диаметр 50 см и высоту 8 м. Газовый сепаратор имел объем 600 л. Площадь поперечного сечения линии циркуляции суспензии составляла около 5 см . [c.356]

Гидрогенизационная очистка широкой фракции жидкофазного гидро генизата сланца (без выделения фенолов и нейтральных кислородных соединений) осуществлялась нами в присутствии промышленных воль фрамовых катализаторов 52 и 5г + N 5 + А Оз под давлением 100 ат при 380-—400°, с объемной скоростью 0,8 кг/л катализатора в час, в не прерывно действующей установке лабораторного типа с реактором емко стью 0,2 л. [c.80]

В монографии Холанда и Чапмана [207] подробно рассмотрены проектирование и расчет реакторов для жидкофазных процессов, освещены вопросы перехода от лабораторных и опытных установок к промышленным. [c.50]

Максимальная скорость превращения /г-ксилола в ТФК о беспечивается подбором активных катализаторов, нахождением оптимальных параметров реакции (температура, давление, концентрации реагентов и т. д.). Кроме того, условия проведения реакции должны обеспечить и максимальный выход целевого продукта. Всего этого можно достигнуть, если скорость реакции окисления не осложняется диффузионными факторами и расчет реактора может быть проведен по установленным кинетическим параметрам. На лабораторных и опытных установках такие условия создаются относительно легче, когда парциальное давление кислорода и интенсивность перемешивания Р еактантов перестают влиять на скорость химической реакции. Однако при переходе от лабораторных (опытных) к промышленным реакторам, когда масштаб изменяется с 10 до 100, обеспечить кинетическую область протекания реакции жидкофазного окисления алкилароматических углеводородов, в частности /г-ксилола, значительно сложнее и воспроизвести результаты и приемы лабораторных экспериментов не всегда возможно. [c.66]

Например, при жидкофазной гидрогенизации угольной пасты, смол и других видов сырья в промышленных условиях наблюдаются в 1,4—1,6 раза меньшие объемные скорости, чем при равных степенях превращения, давлениях и средних температурах в лабораторных реакционных колоннах. Одной из причин отмечаемых отклонений являются различия соотношения объемов отдельных частей заводских и экспериментальных установок небольшой производительности. Указанное однако все же не является основной причиной изменения средних скоростей гидрогенизации. На них значительное влияние, повидимому. оказывают изменения гидравлических условий, в результате которых происходит уменьшение весовой концентрации суспенди-рованнюго катализатора в единице объема заводского реактора и, кроме того, увеличение степенивспенивания реагирующей жидкости. [c.424]

Барботажные реакторы. На рис. 4.9 представлен общий вид багрботажного колонного аппарата для жидкофазных процес-. сов окисления углеводородов. Основные достоинства реактора этого типа простота устройства и относительно низкая металлоемкость. Именно это и объясняет широкое использование барботажных колонных аппаратов в лабораторной, опытной и промышленной практике [303, 304]. [c.210]

Изменение масштаба процесса (заметим, что это относится как к его увеличению, так и к уменьшению) подвергает самому суровому испытанию все компоненты модели, полученные экспериментальным путем. Даже такие факторы, как константы скорости химических реакций, которые, как можно было бы ожидать, не должны меняться в зависимости от размеров реактора, не остаются неизменными. Например, селективное каталитическое окисление пропилена с получением акролеина и акриловой кислоты может перейти в цепную реакцию горения с выделением СО2 и СО [118]. В процессах, проте-каюпщх с участием радикалов и характеризующихся влиянием стенок сосудов, форма и размер аппарата становятся существенно важными факторами общей кинетической картины. Только в самых простых случаях, таких, как некоторые гомогенные жидкофазные реакции, можно рассчитывать на то, что кинетических данных, полученных лабораторным путем, будет достаточно для значительного масштабирования. Впрочем, и после того как будет подучена твердая гарантия, что эффект стенок отсутствует и что реакции будут идти с теми же скоростями, а константы скорости останутся прежними, введение в процесс даже такого, казалось бы, безо дного компонента, как перемешивание исходных компонентов, порождает проблему масштабирования. Ведь даже в условиях так называемой гомогенной реакции одно дело перемешивать жидкости в лабораторном сосуде и совсем другое — в реакторе емкостью 20 м . Форма и размер реактора, расположение штуцеров, через которые подаются жидкости, подлежащие перемешиванию, и гидродинамический режим, обусловленный геометрией пространства около ввода сырья, — все эти факторы будут оказывать существенное воздействие на характер перемешивания. [c.258]

Типы реакционных устройств. Реакционная масса в процессах жидкофазного гидрирования является, как правило, трехфазной (жидкий реагент, твердый катализатор, газообразный водород). Реакция протекает на поверхности катализатора, причем ее скорость при прочих равных условиях зависит от концентрации водорода в жидкости, скорости его растворения в реакционной массе и скорости диффузии водорода к поверхности катализатора. Повышению скорости благоприятствует высокое давление водорода и перемешивание реакционной массы, что характерно для всех процессов жидкофазного гидрирования. В лабораторных установках этого типа обычно осуществляется механическое перемешивание — при помощи мешалок, путем вращения или встряхивания автоклава. В промышленных реакторах большой производительности, где такой метод невыгоден или вообще неприменим, для перемешивания реакционной массы большей частью барботируют через нее избыточный водород, который циркулирует в системе. [c.621]

В большинстве лабораторных и полузаводских исследовательских работах И. Г. Фарбеииндустри по жидкофазным процессам [78, 91] для достижения равномерного распределения газа применяли пористые керамические пластины, расположенные в нижней части цилиндрических реакторов. Эти пластины изготовляли спеканием порошкообразного кварца со стек- юм, применявшимся в качестве связуюш его вещества. Получался пустотелый конус со стенками толщиной 4—5 мм. Диаметр пор равнялся 0,1—0,15 мм. Пористый конус сверху удерживался в нужном положении тяжелой железной )ешеткой. В качестве прокладки служил тонкий слой асбеста. [c.356]

Рис. 1. Схема лабораторной установки жидкофазного окисления метанола /—баллон со сжатым возду.кэм 2—фильтр электромагнитный клапан регулятора дйв.хсния 4—датчик регулятора давления 5—емкость о—реактор 7—реометр Ь—поглотители с водой 9—пипетки для отбора проб газа Ю—осушители с хлористым кальцием //—газовые часы /2—манометры / —вентили