Контактные аппараты отвод тепла

Во всех рассмотренных конструкциях контактных аппаратов отвод тепла, необходимый для соблюдения оптимального температурного режима, осуществляется путем теплообмена со свежим газом. Между тем неоднократно высказывались предложения заменить теплоотвод добавлением холодного газа . Регулирование температуры с помощью добавления холодного газа можно производить следующим образом. Часть газа, подлежащего переработке, нагретая до температуры, достаточной для начала реакции (440—470°), поступает в первый слой катализатора. После того как в результате адиабатического протекания процесса температура достигает величины, отвечающей оптимальной температурной кривой, к перерабатываемому газу добавляют свежий холодный газ. Далее процесс регулируют так, чтобы количество тепла, затрачиваемое на разогрев добавляемого газа до температуры контактной зоны, равнялось количеству тепла, которое необходимо отводить от катализатора для соблюдения оптимального температурного режима. [c.323]

Контактные аппараты с кипящим слоем катализатора отличаются простотой конструкции. Как правило, это аппараты колонного типа, внутри которых размещается контактная камера, заполненная катализатором. Газ в зону катализатора подается через газораспределительную решетку, обеспечивающую равномерное распределение потока газов по всему поперечному сечению контактного аппарата. Съем тепла реакции осуществляют двумя способами либо с помощью теплообменных элементов, размещенных непосредственно в слое катализатора, либо циркуляцией катализатора через теплообменники, расположенные вне зоны катализатора. Первый метод отвода тепла более прост и надежен в эксплуатации. В этом случае отпадает необходимость в непрерывной циркуляции катализатора через теплообменник в целях поддержания необходимого гидродинамического режима системы. Отличительной особенностью контактных аппаратов КС является также наличие в них пыле отделительных устройств. Высокая стоимость катализаторов, применяемых для окисления нафталина, обусловливает необходимость полного улавливания всего катализатора, уносимого потоком газов из реакционной зоны. [c.181]

Более сложной является конструкция полочных контактных аппаратов (рис. VH.2 и VH.3), пригодных для проведения реакций, обладающих заметным тепловым эффектом. В полочных реакторах катализатор находится на нескольких расположенных друг над другом перфорированных полках. Тепло реакции отводится или подводится в теплообменниках, через которые проходят реакционные газы, переходя с полки на полку. Такие теплообменники устанавливают либо внутри аппарата (рис. VH.2), либо вне его (рис. VH.S). В полочных реакторах по высоте каждого слоя неизбежно возникае г перепад температуры. Последний можно свести к минимуму, уменьшая высоту слоев, однако это неизбежно приводит к увеличение, числа полок и соответственно к усложнению и удорожанию аппарата. Кроме того, слишком низкие слои зернистого катализатора обычно непригодны, так как, если высоту слоя можно сравнить с размеров частиц катализатора, могут возникать нежелательные явления из-за поперечной неоднородности слоя (местные перегревы и проскока газа в местах с наименьшим гидравлическим сопротивлением), ведущие к ухудшению показателей или к срыву процесса. При проведении процессов в полочных реакторах вместо устройства промежуточных теплообменников иногда применяют промежуточный ввод холодного (горячего) сырья или инертного компонента. [c.265]

Приведем несколько примеров. Так, при окислении метанола в формальдегид в комбинированном реакторе значительное влияние на технологический режим в трубчатой части аппарата оказывают неоднородности температуры хладоагента и активности катализатора . Это справедливо для всех трубчатых реакторов при осуществлении в них сильно экзотермических процессов. В адиабатической части аппарата температура на выходе из слоя катализатора и избирательность процесса зависят главным образом от неоднородностей начальной степени превращения метанола перед слоем и активности катализатора (особенно от соотношения констант полезной и побочной реакций). Очень чувствительны к неравномерному распределению температуры и концентраций контактные аппараты с адиабатическими слоями неподвижного катализатора и промежуточным отводом тепла, предназначенные для окисления двуокиси серы в производстве серной кислоты. Значительное влияние на достижение высоких конечных степеней превращения оказывают неоднородности в последних слоях этих реакторов. Сказанное выше справедливо и для других процессов, когда необходимо приблизиться к равновесию или достигнуть высокой степени превращения. [c.504]

Что касается контактных аппаратов с неподвижным слоем катализатора, то здесь надо научиться интенсивно однородно отводить тепло из зоны реакции. [c.227]

Политермическими называют процессы, в которых при спокойном протекании газа тепловой эффект частично компенсируется за счет подвода или отвода тепла. Такой режим характерен для трубчатых контактных аппаратов с неподвижным катализатором. [c.70]

В газе, могут давать ацетилениды, поэтому они не должны применяться для изготовления аппаратуры. Интенсивный отвод реакционного тепла в этом процессе весьма важен, так как при температуре выше 300° С ускоряется реакция полного окисления этилена до двуокиси углерода и воды. Реакционное тепло отводится циркулирующими высококипящими органическими теплоносителями или испаряющейся водой в межтрубном пространстве контактного аппарата. Возможность эффективного съема тепла, образующегося при реакции, является одним из самых сложных вопросов при промышленном осуществлении каталитического окисления этилена. [c.174]

Переход к методу кипящего слоя позволил применять мелкозернистый катализатор, проводить процесс изотермически и интенсивно отводить тепло реакции. В результате увеличилась интенсивность и селективность процесса, сильно возрос выход окиси этилена, появилась возможность создания контактных аппаратов большой производительности. [c.174]

Диаметр и высота промышленных контактных аппаратов для окисления нафталина могут превышать 2 ш 7 м, соответственно. В этих аппаратах, благодаря хорошему перемешиванию и интенсивному отводу тепла, возможность загорания смеси и взрыва в результате местных перегревов значительно меньше, чем в неподвижном слое, что позволяет использовать смеси с высоким содержанием паров нафталина. [c.181]

Реакция (11,231) в промышленных условиях осуществляется в контактных аппаратах. Такой аппарат представляет собой многослойный каталитический реактор с встроенными между слоями и выносными теплообменниками, предназначенными для отвода реакционного тепла. На рис. 16 приведена схема распространенного на химических заводах пятислойного контактного аппарата с поддувом свежего газа после первого слоя катализатора. [c.95]

В промышленных условиях эта реакция осуществляется в контактных аппаратах, представляющих собой многослойный каталитический реактор с встроенными между слоями и выносными теплообменниками, предназначенными для отвода реакционного тепла. Основное применение в сернокислотной промышленности получили схемы контактных узлов, работающих по методу одинарного (одностадийного) контактирования (рис. 23) и по методу двойного контактирования и двойной абсорбции (рис. 24). Последний метод предполагает организацию двухстадийного контактирования. На рис. 24 представлена схема (3+ 1), первая стадия которой включает первые три слоя катализатора, а вторая — последний слой в реакторе. Каждая из стадий контактирования завершается абсорбцией 50з. Разделение процесса окисления на две стадии с последующей абсорбцией ЗОз способствует увеличению скорости реакции (IV,73) на заключительной (второй) стадии вследствие значительного снижения эффекта торможения реакции продуктом ЗОз.что позволяет достичь более высокой степени превращения ЗОг в 50з по сравнению с получаемой при одностадийных схемах контактирования. [c.141]

Кроме того, контактные аппараты различаются структурой материальных потоков компонентов, способом подвода или отвода тепла и рядом других конструктивных особенностей. [c.133]

Обеспечение высокой температуры в начале процесса окисления требует больших затрат энергии на подогрев газа, поступающего на контактирование. Поэтому, на практике температуру газа на входе в контактный аппарат, поступающего на первый слой катализатора, задают лишь несколько выше температуры зажигания (порядка 420°С). В ходе реакции выделяется большое количество тепла и так как процесс в слое катализатора идет без отвода тепла, то температура газа повышается по [c.167]

Реакторы или контактные аппараты для каталитического окисления оксида серы (IV) по своей конструкции делятся на аппараты с неподвижным слоем катализатора (полочные или фильтрующие), в которых контактная масса расположена в 4-5 слоях, и аппараты кипящего слоя. Отвод тепла после прохождения газом каждого слоя катализатора осуществляется путем введения в аппарат холодного газа или воздуха, или с помощью встроенных в аппарат или вынесенных отдельно теплообменников. [c.168]

Основным аппаратом в синтезе метанола служит реактор — контактный аппарат, конструкция которого зависит, главным образом, от способа отвода тепла и принципа осуществления процесса синтеза. В современных технологических схемах используются реакторы трех типов [c.265]

Ржс.9.6. Принципиальная схема получения фталевого ангидрида окислением нафталина I — сборник-плавильник 2 — насос 3 — испаритель 4 — компрессор 5 — фильтр 6 — контактный аппарат, 7 — змеевики системы отвода тепла 8 — конденсаторы намораживания 9 — сборник фталевого ангидрида-сырца 10 — санитарный абсорбер 11 — вентилятор [c.341]

Особенно большое значение в контактных процессах имеет теплообмен и регулирование температуры реакций. Контактные процессы протекают с большой скоростью и часто сопровождаются выделением или поглощением значительного количества тепла. При высокой скорости процесса необходима большая скорость отвода или подвода тепла, вследствие этого производительность контактных аппаратов определяется их теплотехническими характеристиками. [c.409]

При восстановлении нитробензола, последний из резервуара проходит через экстрактор, где извлекает анилин из воды, образующейся при реакции, и попадает в испаритель. Пары нитробензола смешиваются с водородом и проходят в контактный аппарат, содержащий медный катализатор. Температура гидрирования 200—300°С и давление 0,15—0,20 МПа, Для отвода тепла реакции применяется большой избыток водорода — 50 моль на 1 моль нитробензола, возвращаемого в процесс после отделения продуктов реакции. Выход анилина почти количественный. Парофазное гидрирование эффективно в случаях, когда исходное нитросоединение достаточно устойчиво при высокой температуре, например в случае получения толуидинов из нитротолуолов. [c.302]

Реакция гидрирования фенола сопровождается выделением тепла (475 ккал/кг фенола), которое отводится за счет испарения воды в межтрубном пространстве контактного аппарата 6. Давление в межтрубном пространстве 2,5—3.0 ат, что отвечает температуре кипения 130—135°. Пары воды конденсируются в конденсаторе 7, и конденсат (с той же температурой) возвращается в межтрубное пространство. [c.686]

Газ, вводится в контактный аппарат сверху и через распределительные решетки и смесители последовательно проходит четыре слоя контактной массы. Для снятия тепла, выделяемого при окислении диоксида серы, воздуходувкой 4 через пневмо-заслонки регуляторов температуры в контактный аппарат (на вход и перед каждым слоем катализатора) подается холодный воздух. Из аппарата 3 газ поступает под колосниковую решетку в нижнюю часть башни-конденсатора 7. На верх башни насосом 15 в качестве орошения подается холодная серная кислота, которая вводится из напорного бачка 8 через устройства, равномерно распределяющие кислоту по сечению башни-конденсатора. Сконденсированная в башне серная кислота через холодильник 6 выводится в сборник 14, откуда балансовый избыток кислоты отводится в резервуары готовой продукции. [c.113]

Солевые расплавы используют и в качестве теплоносителей для подвода тепла к различным печам или аппаратам или отвода тепла от них. Так, на рис. 11 изображен контактный аппарат, применяемый в химической технологии, а также при переработке нефти. В трубках его, заполненных катализатором и расположенных по периферии, происходит реакция, сопровождающаяся большим тепловыделением. Тепло отводится солевым расплавом, принудительно циркулирующим в объеме аппарата по замкнутой траектории и отдающим тепло воздуху, проходящему по и-образным трубам, находящимся в центральной части аппарата. [c.12]

Рис. 11. Контактный аппарат химического производства с отводом тепла с помощью расплавленной солевой смеси

При осуществлении синтеза необходим быстрый и соверщен-яый отвод тепла из каждой точки катализатора, находящегося в контактном аппарате. Отвод тепла затруднен вследствие низкой теплопроводности кобальтового катализатора, доставляющей 0,16—0,20 ккал1м час°С. [c.465]

Затем кислый аль-доль подается на крото-низацию в кротониза-ционную колонну.Здесь при температуре около 130°С и давлении 3,25 ат в присутствии уксусной кислоты происходит дегидратация альдоля с образованием кротонового альдегида. Последний в виде водного азео-тропа выделяется на отпарной колонне и после отделения от воды направляется на гидрирование. Гидрирование ведут в газовой фазе в трубчатых контактных аппаратах в присутствии медного катализатора. Конверсия кротонового альдегида в к-бу-ТИЛ0ВЫ11 снирт осуществляется при 160° С и 12-кратном избытке циркуляционного водорода. Экзотермическое тепло отводится испарением парового конденсата в межтрубном пространстве аппарата гидрирования. [c.66]

Повышение концентрации диоксида серы при условии постоянства степеней окисления и абсорбции пропорционально увеличивает производительность контактного и абсорбционного отделений. Одновременно снижаются энергозатраты и удельные потери тепла реакций. Однако из-за высокого удельного тепловыделения, невозможности отвода тепла из зоны реакции, использование контактных аппаратов с фильтрующими слоями малоэффективно, если концентрация ЗОг превышз ет 12%- [c.221]

Устойчивость контактных аппаратов в производстве сёрной кислоты. Современные контактные аппараты для переработки реакционных смесей, полученных при обжиге колчедана, состоят из последовательно расположенных адиабатических слоев катализатора с промежуточным отводом тепла через теплообменники и путем ввода [c.518]

В-третьих, однопол очные аппараты ввиду простоты их конструкции заманчиво применять для короткой схемы сухой очистки [1, 26] производства серной кислоты контактным способом на газе от обжига серного колчедана. В этом случае газ, содержащий 8—10% ЗОз, после неполной сухой очистки поступает в контактный аппарат. Минимальная степень превращения для короткой схемы составляет около 80%, поэтому необходим высокий слой катализатора — 350— 450 мм. Оптимальная температура составляет 520—500° С, тогда как при адиабатическом режиме [уравнение (111.12)] она была бы 700° С. Поэтому необходимо отводить из слоя большое количество тепла и целесообразно устанавливать трубы парового котла непосредственно в кипящем слое катализатора, используя хорошую теплоотдачу. Газ после контактного аппарата охлаждается в теплообменниках, затем серный ангидрид абсорбируется с образованием загрязненного олеума и моногидрата, а оставшийся чистый газ поступает во вторую стадию окисления в аппарат с фильтрующими слоями катализатора и затем на повторную абсорбцию. Достигается весьма высокая степень окисления 30а х = 0,995), а также более полная абсорбция серного ангидрида. Загрязнение атмосферы уменьшается в несколько раз по сравнению с обычными системами. Себестоимость кислоты по сравнению с обычными установками снижается вследствие отсутствия громоздких и дорогих в эксплуатации мокрых электрофильтров и промывных башен, а также благодаря использованию тепла реакций для получения пара. [c.151]

Рис. 90. Контактный аппарат с отводом тепла реакции жидким теплоносителем, циркулирующим по трубкам Фильда

При промышленном окислении нафталина во фталевый ангидрид в неподвижном слое катализатора применяют катализатор в виде кусков размером 5—10 мм. Технологический процесс проводят под атмосферным давлением в горизонтальных или вертикальных трубчатых контактных аппаратах, трубки которых заполняют катализатором. Отвод тепла реакции осуществляют с помощью циркуляции нитрат-нитритного расплава через межтрубное пространство аппарата. При осуществлении процесса окисления нафталина во фталевый ангидрид необходимо принимать меры для максимального пои давления побочных реакций. Протекание последних приводит, с одной стороны, к материальным потерЯк, а с другой, — к возрастанию теплового эффекта, повышению температуры и вследствие этого уменьшению выхода целевого продукта. В этих условиях создается опасность взрыва. [c.179]

Полнтермнческие процессы, в которых тепловой эффект реакции частично компенсируется за счет подвода или Отвода тепла, осуществляются в трубчатых контактных аппаратах [2, 11, 13, 39, [c.51]

Реакторы этого типа используются главнь / образом при работе с катализаторами, быстро тер иощими свою активность. Однако в некоторых установках катализатор остается в реакторе в течение всего времени в виде псевдоожиженного стационарного слоя. Такой режим используется при проведении реакций, сопровождающихся интенсивным выделением тепла, например при каталитическом окислении. Преимущество этого метода заключается в том, что интенсивное перемешивание частиц препятствует образованию участков местного перегрева ("горячих точек") и позволяет поддерживать постоянную (+20С) температуру по всему объему слоя. Отвод тепла осуществляется Б ряде случаев охладительными устройствами контактного аппарата. [c.20]

Из уравнении (XI , 4) и (ХИ, 5) следует, что с ухудшением отвода тепла резко возрастает (или уменьшается) температура в реакционной зоне. Известно также, что оптимальш ге показатели процесса и бо 1ьшинстве случаев достигаются в узком интервале температур реакции. Таким образом, основной проблемой при конструировании контактных аппаратов является макси- [c.411]

Исследования и практика свидетельствуют о том, что условия, близкие к изотермическим, могут быть реализованы в абсорбционных аппаратах с трубчато-решетчатыми тарелками (указанные контактные устройства позволяют отводить тепло непосредственно в зоне процесса) [99]. В связи с этим была изучена эффективность процесса абсорбции в условиях, близких к изотермическим (температура по высоте абсорбера поддерживалась около 20 °С). Опыты проводили на промышленной колонне с 42 трубчаторешетчатыми тарелками, которые были выполнены в виде плоской спирали Архимеда из трубок диаметром 22/19 мм (диаметр аппарата 400 мм). Абсорбция нефтяного газа осуществлялась на 30 та-рел ках. [c.216]

Реакция окисления ЗОа протекает с большим выделением тепла, которое необходимо отводить в процессе реакции. Отвод тепла можно осуществлять как непосредственно из слоя катализатора в контактных аппаратах с внутренним теплообменом, так и между слоями катализатора в многослойных контактных аппаратах. Для улучшения условий теплоотвода возможно применение псевдоожижениых слоев катализатора. В настоящей время наиболее широко применяются неподвижные слои катализатора. Большинство используемых в настоящее время контактных аппаратов для окисления 302 являются многослойными, с адиабатическими слоями катализатора и с отводом тепла между слоями. Однако возможен отвод тепла и непосредственно из слоя катализатора, например в трубчатых аппаратах. Математическая модель такого контактного аппарата с внутренним теплоотводом описывается следующей системой уравнений (для слоя идеального вытеснения) [c.76]

Смеси солей используют в качестве теплоносителей для каталитических процессов и в ряде случаев, когда применение масляной бани невозможно по температурным условиям. На рис. 264 изображен контактный аппарат, в котором тепло реакции отводится при помощи солевой ванны, содержащей расплавленную смесь солей КНОд и ЫаЫО , взятых в разных молекулярных соотношениях. Расплавленная смесь солей находится в межтрубном пространстве аппарата и для отвода тепла реакции охлаждается воздухом. Воздух подается в двойные трубы 2, расположенные в центральной части аппарата, где пет труб 3 с катализатором, и специальным вентилятором засасывается через рубашку 4, окружающую корпус аппарата 1 (наружное охлаждение действует при пуске и лишь периодически во время работы аппарата). В центральной части над двойными трубами установлен пропеллерный насос 5, которым осуществляется циркуляция расплавленной солевой смеси. [c.378]

Контактные аппараты дли окислении 50г подразделяютс на два вида аппараты с внутренним отводом тепла и аппарат с вводом холодного газа или воздуха извне. К аппаратам пер ного типа относятся контактные аппараты с трубками Фильдг [c.38]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология