Схемы и режимы процесса окисления

Кислород и углеводород представляют собой двухфазную систему. Окислению предшествует растворение О2 в углеводороде. Если процесс растворения происходит очень быстро, то окисление протекает в кинетическом режиме, и процесс растворения никак не отражается на реакции окисления. Скорость растворения О2 при любых способах перемешивания жидкости прямо пропорциональна парциальному давлению кислорода. Снижение парциального давления кислорода замедляет его растворение, и при малых Р02 процесс может перейти в диффузионный режим, когда не химическая реакция, а физический процесс растворения лимитирует окисление. В общем виде окисление в двухфазной системе может быть представлено схемой [c.36]

Контактные аппараты поверхностного контак-т а применяются реже, чем аппараты с фильтрующим или взвешенным слоем катализатора. При поверхностном контакте активная поверхность катализатора невелика. Поэтому aппaJ)aты такого типа целесообразно применять лишь для быстрых экзотермических реакций на высокоактивном катализаторе, обеспечивающем выход, близкий к теоретическому. При этих условиях в контактном аппарате не требуется размещать большие количества катализатора. Принципиальная схема контактного аппарата с катализатором в виде сеток показана на рис. 102. В корпусе аппарата горизонтально укреплены одна над другой несколько сеток (пакет сеток), изготовленных из активного для данной реакции металла или сплава. Подогрев газа до температуры зажигания производится главным образом в самом аппарате за счет теплоты излучения раскаленных сеток. Время соприкосновения газа с поверхностью сеток составляет тысячные — десятитысячные доли секунды. Такие аппараты просты по устройству и высокопроизводительны. Они применяются для окисления аммиака на платино-палладиево-родиевых сетках, для синтеза ацетона из изопропилового спирта на серебряных сетках, для конверсии метанола на медных или серебряных сетках и т. п. Эти же процессы с применением других менее активных, но более дешевых катализаторов проводят в аппаратах с фильтрующим или взвешенным слоем катализатора. В некоторых случаях, чтобы совместить катализ и нагрев газовой смеси, катализатор наносят на стенки теплообменных труб. [c.236]

Схема реологических состояний дорожных битумов трех типов приведена на рис. И. Наиболее приемлемыми для дорожных покрытий являются битумы третьего типа, физико-химические свойства которых регламентируются ГОСТ 11954—66 на битумы нефтяные дорожные вязкие улучшенные. В связи с этим технологический режим производства должен обеспечивать получение улучшенных дорожных битумов, соответствуюших третьему типу (умеренная подача сжатого воздуха на окисление сырья, температура окисления 230—250 °С, непрерывность процесса, умеренное содержание масляной части в сырье и др. — см. гл. IV). [c.64]

При окислении углеводорода в присутствии соединения металла переменной валентности такой металл принимает активное участие во многих стадиях этого цепного процесса. При введении такого катализатора повышается скорость процесса, изменяется состав продуктов окисления, иногда существенно меняется режим окисления как цепного процесса. В окисляющемся углеводороде интенсивно протекают реакции, меняющие валентность катализатора. Если металл введен в состоянии низшей валентности, то как только начинается окисление углеводорода, металл переходит в состояние высшей валентности, а по мере накопления продуктов окисления, восстанавливающих Ме"+ до Ме"+, концентрация Ме + уменьшается. Основываясь на литературных данных, можно предложить следующ 10 схему каталитического окисления углеводородов, отличающуюся от [c.198]

На рис. 88 представлена схема производства окиси этилена. Этилен, тщательно очищенный от примесей сернистых и мышьяковых соединений, ацетилена (ввиду возможности образования взрывчатых ацетиленидов серебра) и парафиновых углеводородов, подают компрессором под давлением 6—8 ат вместе с воздухом в трубное пространство реактора 1. В трубах и над трубной решеткой мелкозернистый катализатор находится под напором газовой смеси во взвешенном состоянии. Температурный режим процесса (240—260° С) регулируется теплоносителем, циркулирующим в межтрубном пространстве и в змеевике 2. Газовая смесь для улавливания механически уносимого катализатора проходит фильтр в верхней части аппарата, охлаждается в холодильнике 3 и поступает в абсорбер 4, где окись этилена извлекается водой, собирается в сборнике 9, а непрореагировавший этилен и воздух поступает в цикл второй ступени, где степень окисления этилена достигает [c.263]

Рассмотренная выше схема окисления, в которой цепи обрывались только по реакции двух пероксидных радикалов, справедлива для условий, когда концентрация растворенного кислорода достаточно велика и реакция К с Ог не лимитирует процесс. С уменьшением ро и соответственно [Ог] режим цепного окисления меняется чем ниже [Ог], тем в большей степени продолжение цепи лимитирует реакция алкильного радикала с кислородом, а обрыв цепей все интенсивней идет по реакциям [c.35]

Содержание гидроперекиси циклогексила при 200 °С составляет 40% от полезных продуктов. Для реализации такого процесса необходимо селективно и с хорошим выходом превратить ее в циклогексанон и циклогексанол. Удовлетворительные результаты получены при разложении гидроперекиси циклогексила в присутствии 10%-ной водной щелочи при 150—1170°С В этих условиях под влиянием водного раствора щелочи одновременно нейтрализуются свободные кислоты и частично омыляются эфирные соединения. Одним из существенных преимуществ перехода на такой режим окисления является исключение катализатора из технологической схемы и значительное уменьшение рабочего объема реактора В целом сопоставление результатов низко- и высокотемпературных процессов окисления циклогексана при одинаковой степени конверсии (5%) показывает, что во втором случае суммарный выход циклогексанона и циклогексанола повышается (75—80% против 65—70%). Снижение продолжительности реакции дает возможность существенно интенсифицировать процесс [c.54]

В этот раздел включены методы технологического расчета реакционных устройств процессов термического крекинга, замедленного коксования нефтяных остатков, прокаливания кокса и производства окисленных битумов. Для указанных процессов очень важным является правильный выбор принципиально схемы и тииов основных аппаратов, во многом определяющий продолжительность межремонтного пробега и экономичность схемы. Немаловажное значение имеет оптимальный технологический режим, обеспечивающий заданную глубину превращения сырья при сравнительно небольших значениях уноса твердой или жидкой фазы. Поэтому необходимо тесно увязывать размеры реакционных устройств с кинетикой, теплотехникой и гидродинамикой. [c.160]

Процесс окисления сернистого ангидрида в серный происходит в контактном аппарате в присутствии катализатора с выделением тепла. Автоматическое регулирование должно обеспечить оптимальный температурный режим контактирования в каждом слое контактной массы. Поэтому (рис. 18-5,6) устанавливают независимые одноконтурные схемы регулирования температура смеси газ—воздух перед контактным слоем—добавка холодного воздуха. Давление в коллекторе циркулирующего воздуха контактного аппарата поддерживается автоматическим путем сброса избытка горячего воздуха в боров. [c.251]

Озонирование перед фильтрацией. Развивая тему предыдущего пункта, где затронуты вопросы озонирования перед фильтрацией, остановимся более подробно на использовании этого комбинированного метода. Озонирование в сочетании с фильтрацией (при различных типах загрузки) может применяться для разрушения сложных органо-минеральных комплексов, окисления и удаления металлов для ускорения процессов нитрификации аммонийного азота для окисления и сорбции различных растворенных органических веществ, придающих воде привкус и запах, а также для других целей. В природных водах довольно часто одновременно присутствуют все или почти все перечисленные и подлежащие удалению компоненты загрязнении. Реже наблюдается присутствие какого-либо одного вида загрязнений. Для удобства описания возможностей метода озонирование — фильтрация будем следовать от более простых к более сложным схемам обработки природных вод по мере возрастания количественного состава загрязнений. [c.14]

Окисление в нейтральной среде. Реакция протекает по той же схеме, что и в щелочной среде (см. приведенное выше уравнение). Выделяющееся в процессе окисления едкое кали нейтрализуется добавлением в реакционную смесь солей магния (реже алюминия), образующих малорастворимую слабощелочную гидроокись. [c.153]

Трубчатые змеевиковые реакторы. Трубчатый змеевиковый реактор с вертикальным расположением труб был разработан для производства битумов по непрерывной схеме на отечественных НПЗ [2, 55, 190]. Температурный режим реакторов. (Кременчугского и Новогорьковского НПЗ) поддерживается за счет тепла дымовых газов, поступающих из форкамерной печи. Однако при таком решении плохо учитывается специфика экзотермического процесса окисления. Действительно, для ускорения нагрева реакционной смеси в первых по ходу потока трубах реактора необходимо повысить температуру дымовых газов, но в результате перегревается окисляемый материал в последующих трубах, где реакция окисления и выделение тепла идут с высокими скоростями. Так м образом, приходится поддерживать какую-то промежуточную температуру дымовых газов, нео[ тпмал у,,, как для нагрева реакционной смеси до температуры реакциь, так и для последующего поддер.жания температуры на желательном уровне. Для установок Ангарского, Киришского, Полоцкого, Новоярославского и Сызранского НПЗ найдено более удачное решение сырье предварительно нагревается в трубчатой печи, а избыточное тепло реакции в случае необходимости снимают , обдувая воздухом трубы реактора, помещенные в общий кожух (по проекту Омского филиала ВНИПИнефти каждая труба реактора помещена в отдельный кожух). [c.130]

Согласно этой схеме, сернистые соединения сульфидного типа раз-pymaijT промежуточные продукты окисления углеводородов - гидроперекиси, переходя в окисленную форму, т.е. в сульфоксиды и сульфоны. Гидроперекиси ке, в свою очередь, превращаются в Ароматические спирты и фенолы и вследствие этого уже не могут быть источниками свободных радикалов. Это приводит к снижению скорости образования свободных радикалов по реакциям вырожденного разветвления цепи. После того, как количество суль дов уменьшится и концентрация их в реакционной смеси станет ниже критической, процесс окисления ароматических углеводородов сырья переходит в режим автоокисления. Превращения ароматических углеводородов в этих условиях могут быть представлены схемой, предложенной Н И.Черножуковым и С.Э.Крейном [2]s [c.94]

На фиг. 5 представлена принципиальная технологическая схема битумной установки непрерывного действия, на которой окисление гудрона осуществляется в окислительной колонне, отличающейся от обычных вертикальных кубов большей высотой. Установка работает следующим образом. Сырье-гудрон насосом 1 непрерывно подается в теплообменник 2, после чего, нагревшись за счет отходящего битума, смешивается в тройнике смешения 3 с циркулируемым количеством окисленного битума и поступает в трубчатую печь 4. Нагретый до нужной температуры, требуемой для форсированного осуществления процесса окисления, гудрон в смеси с циркулируемым битумом поступает в окислительную колонну -5. В колонне поддерживается определенный уровень. Сверху колонны окисленный продукт поступает в промежуточный заборный бачок, откуда затем забирается насосом и подается по двум потокам на тройник смешения и в теплообменник. Охлажденный битум поступает в раздаточник 8. Чем меньше количество циркулируемого продукта, тем больше производительность установки и тем меньше энергетические затраты на тонну готового битума. Газы окисления отводятся сверху колонны и бачка в холодильник 9. Дальнейший путь газов и отстоявшегося продукта подобен описанному по схеме фиг. 1. Приборы автоматики, которыми снабжена схема, в состоянии надежно поддерживать установившийся технологический режим автоматически. [c.20]

Не учитывая существование такого интервала, можно столкнуться с неуправляемостью процесса, которую можно продемонстрировать на следующем примере. Реактор окисления 802 производстве серной кислоты представляет многослойный аппарат с адиабатическими слоями катализатора и промежуточными теплообменниками, в которых реакционная смесь нагревается перед превращением в первом слое (подобно схеме на рис. 5.17, но без ввода холодного газа перед вторым слоем). Систему реактор-теплообменник образуют первый слой катализатора и установленный после него теплообменник. Здесь реакция протекает почти до равновесия, и если процесс будет происходить в области начальных температур выше Т2, режим будет устойчивым. Снижение ниже этой границы приводит к неуправляемому прогрессирующему понижению температуры и, как следствие, к прекращению процесса. Восстановить прежний режим можно только с помощью постороннего вмешательства - огневым подогревателем, используемым для преодоления температурного барьера. [c.278]

Эффективность схемы оценивалась по содержанию меди в конденсатно-питательном тракте. Как следует из результатов исследования (табл. 5.1), оптимальным следует признать режим дозирования гидразина с аммиаком после БОУ для создания pH среды в зоне ПНД в пределах 8,1—8,3. В случае дозирования после БОУ только раствора гидразина прирост меди по тракту ПНД несколько выше. Заметная интенсификация процесса загрязнения конденсата медью наблюдается при совместном дозировании гидразина с аммиаком после БОУ и особенно после деаэратора. В этих случаях возможно обесцинкование латуни вследствие наличия угольной кислоты при относительно низком значении pH или растворение меди с образованием аммиачных комплексов при высоком значении pH. Изменение содержания гидразина в тракте блока обусловлено его окислением кислородом, расходом на восстановление оксидов меди и железа и термическим разложением [c.197]

Во-вторых, ВИД зависимости T onri ) позволяет сделать предварительный выбор типа реактора среди множества возможных и сделать принципиальный вывод о характере температурного режима в нем. Окисление SO2 в SO3 - обратимая экзотермическая каталитическая реакция. Оптимальная температура уменьшается с увеличением степени превращения (кривая 2 на рис. 2.71). Температура в реакторе тоже должна уменьшаться по мере протекания процесса. Это возможно достичь в многослойном реакторе с промежуточным охлаждением реакционной смеси. Схема реактора показана на рис. 2.73,с. На графике Т-х" адиабатический процесс в слое - прямая наклонная линия [см. рис. 2.61 и уравнение (2.160)]. Между слоями в теплообменнике температура снижается, но превращения не происходит - х не меняется. В координатах Т-х процесс в теплообменнике будет представлен горизонтальной линией. Режим процесса в многослойном реакторе - ломаная линия на этом графике (рис. [c.153]

На основе отечественных научно-исследовательских и опытных работ, а также данных, полученных за рубежом в области окисления углеводородов, в СССР создана новая промышленность по окислению парафинов в целях получения карбоновых кислот и жирных спиртов. Первенцами этой промышленности являются Шебе-кинский комбинат СЖК и ЖС [165—167], Волго-Донской комбинат жирозаменителей [168] и другие. За основу технологической схемы процесса принят низко--температурный режим реакции окисления. Для полу- чения карбоновых кислот, применяемых в мыловаренной прпмытттле нногти, твердые парафины различного [c.43]

Разработка и возникновение в СССР промышленного производства бензойной кислоты жидкофазным окислением толуола [100—103] создало реальные предпосылки для поиска рациональных путей получения чистой ТФК диспропорционированием бензоата калия. Работы ВНИПИМ в этом направлении были -сконцентрированы на разработке схемы реакционного узла, создании рационального способа регенерации ионов калиди катализатора, на разработке метода очистки полученной К. Установление кинетических закономерностей процесса диспро-порционирования и фазовых переходов бензоата калия в зависимости от температуры, давления и состава исходной амеси (с добавками терефталата калия) позволило найти режим дис-про порционирования, исключающий оплавление реакционной массы, а также разработать непрерывно действующий реактор вибрационного типа с программным подъемом температуры [104—106]. [c.124]

В области холодных пламен часто наблюдается периодический режим окисления, при котором холодное пламя периодически вспыхивает и тухнет. Так, например, при окислении пропана при 573 К, наблюдается до 8 последовательных вспышек (СзН =1 1, р 40- -—70 кПа, стенки стеклянного реактора обработаны НР). Франк-Ка-менецкий предложил следующую упрощенную схему для объяснения периодичности процесса. Окисление протекает автокаталитически, что вызвано двумя последовательными промежуточными продуктами -пероксидами X и альдегидами V. Схема [c.216]

Сделан вывод, что эффективное управление производительностью и селективностью процесса окисления гликоля может быть обеспечено при использовании полу-периодической схемы реакционного узла с циркуляцией шихты через вынесенный tri kle-bed реактор. При этом необходимый гидродинамический режим обеспечивается скоростью циркуляции шихты, переокисление катализатора предотвращается регулированием расхода газа-окислителя (и, возможно, других параметров процесса) в зависимости от текущей степени конверсии шихты, а развитие последовательного окисления гликолята натрия в побочные продукты может быть предотвращено своевременным прекращением подачи кислорода в зону реакции. [c.68]

Способ предельно прост, однако техническое его осуществление связано с рядом трудностей сложен подбор конструкционных материалов необходимо предварительно нагревать реагенты (500—1000°) или реактор, так как, несмотря на экзотермичность реакции, выделяющегося тепла недостаточно надо создать гидродинамический режим, исключающий зарастание коммуникаций твердой ТЮг и обеспечивающий получение ее необходимой дисперсности и др. Для осуществления процесса предложено большое число реакторов. Схема одного из них приведена на рис. 80. Предварительно нагретые реагенты поступают в реактор по концентрическим каналам по внутреннему — ТЮи, по внешнему — кислород (воздух), по среднему — азот, создающий защитную атмосферу вокруг ввода ТЮЦ и препятствующий его зарастанию. При окислении кислородом отходящие газы, содержащие до 90% хлора, направляют на хлорирование титансодержащего сырья. При окислении воздухом хлор необходимо регенерировать, например, поглощением полухлори-стой серой при 220° и 100 атм [c.268]

По другому методу, широко применяемому не только за рубежом, но и в СССР, окисление изопропилбензола осуществляют практически в гомогенной фазе при 100—130 °С и давлении 0,3—0,6 МПа [149, 150, 165]. Процесс проводят в каскаде из 4 (реже 8) реакторов, в первом реакторе поддерживают температуру 120°С, эо втором—117°С, в третьем — 115°С, в четвертом—110°С концентрация гидропероксида в реакторах равна 10, 15, 20 и 27% соответственно давление 0,4—0,6 МПа. При таком способе окисления уменьшается распад гидропероксида и образование побочных продуктов (ДМФК и АФ), содержание которых возрастает с увеличением концентрации гидроперокси-да в реакционной массе. Принципиальная технологическая схема окисления изопропилбензола представлена на рис. 2.10. [c.79]

Скорость подачи воздуха. Важное значение в процессах жидкофазного окисления углеводородов, и в частности алкилбензолов, имеет парциальное давление кислорода. При каталитическом окислении алкилбензолов люжно использовать кислородсодержащий газ или чистый кислород, однако на практике предпочтителен воздух [191], реже — кислород [192]. Скорость окисления зависит от парциального давления следующим образом с увеличением давления кислорода скорость окисления растет до определенного значения, после чего практически не изменяется. Это согласуется с принятой схемой ра-дикаль но-цепиого механизма окисления [4]. При малой концентрации растворенного кислорода преобладает реакция (2.2) [К] >[КОО ], и обрыв цепи происходит по реакции (2.5) (см. с. ]]). Лимитирует скорость окисления реакции (2.1), поэтому с увеличением [Ог] реакция ускоряется. При большой концентрации [Оа] реакция (2.1) протекает быстро ([КОг ] [К ]) и обрыв цепей происходит по реакции (2,7). В этом случае скорость окисления не зависит от [Ог] и лимитирует процесс реакции пероксидного радикала с углеводородом (2.2). Расход подаваемого воздуха должен обеспечивать необходимую скорость реакции, которая зависит не только от хим ических, но и от физических факторов поверхности контакта фаз, скорости диффузии, парциального давления кислорода и др. [c.47]

Другим примером эффективного использования метода математического моделирования является расчет комбинированного реактора ддя окисления метанола в формальдегид на железомолибденовом катализаторе. Схема процесса окисления метанола может быть представлена в виде двух последовательных реакций A- B-III полезным продуктом является промежуточное вещество В. Так как энергия активации первой реакции больше эвергнх активации второй реакции. то оптимальный режим соответствует максимально допуспшой температуре. [c.160]

Вторую стадию окисления осуществляют с помощью —60%-ной азотной кислоты под давлением 2—10 ат в присутствии медно-ва-надатного катализатора. Кислоту берут в избытке против стехиометрического количества, а и.менно 4,5 вес. ч. 100%-ной НКОз на 1 вес. ч. оксидата (теоретически на 1 вес. ч. циклогексанона требуется 1,93 вес. ч. ННОз). Окисление проводят в системе из двух трубчатых реакторов. Первый из них (ап. И) работает при 70 °С и высокой степени рециркуляции реакционной массы (50 объемов на 1 объем исходной смеси), что позволяет вести,процесс в условиях, близких к полному смешению. Так создается мягкий режим окисления с относительно небольшой стационарной концентрацией азотной кислоты и исходных органических реагентов. Скорость окисления умеренная, и, следовательно, имеется полная возможность регулировать процесс и отводить тепло этой сильно экзотермической реакции. Во втором трубчатом реакторе (ап. 15) выделение тепла значительно меньше, чем в первом. По этой причине, а также для более полной конверсии реагентов второй реактор работает по принципу вытеснения и при более высокой температуре (- ЮОХ). Такое сочетание аппаратов смешения и вытеснения позволяет гладко осуществить процесс по непрерывной схеме, в то время какгпроведение его в одном реакторе вытеснения ведет к сильным перегревам и даже взрывам. [c.544]

Для дальнейшего проектирования наиболее приемлемой схемой Окисления битумов в трубчатых реакторах является схема, первоначально разработанная для первой битумной установки Киришского нПз, впоследствии использованная и для других заводов. По этой схеме обеспечивается нужный температурный режим ощсления и исключается коксообразование в реакторах. Как показывает длительный, более чем трехлетний, опыт эксплуатации битумной установки КириЩского НПЗ, разделение операций, нагрева и окисления улучшило условия ведения технологического процесса и исключило образование кокса в трубах змеевика реактора. Кроме того, такое проектное решение позволило значительно увеличить производительность реактора. [c.122]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология