Адиабатические реакторы с катализатором в слое

Каталитический риформинг бензиновых фракций на платиновом катализаторе (платформинг) — ведущий технический процесс для получения высокооктановых бензинов и ароматических углеводородов. Сырьем являются обычно фракции прямогонных бензинов, содержащие парафиновые, нафтеновые и ароматические углеводороды и небольшое количество олефинов. В сырье присутствуют также, как микропримеси, различные элементоорганические соединения и вода. Процесс проводится при температурах около 500 °С и давлениях 1—4 МПа с разбавлением сырья водородсодержащим газом до мольного соотношения водород/сырье , равного 5—8. Обычно его осуществляют в системе из трех последовательно соединенных адиабатических реакторов с неподвижными слоями катализатора. Между реакторами происходит подогрев продукта. [c.336]

При исследовании кинетики реакций весьма важен вопрос о выборе контролируемого параметра. В простых газо-жидкостных процессах, в которых хорошо изучены направления химических превращений (например, реакции гидрирования непредельных соединений или восстановления нитросоединений водородом), контролируемым параметром может служить давление. Процесс в этом случав проводят статически в изохорических условиях, а скорости реакций измеряют по скорости изменения давления в системе. Математическая обработка полученных результатов достаточно проста. Для сравнительно простых реакций можно применять адиабатический метод исследования кинетики [4—6], когда контролируемым параметром является только температура. Метод основан на определении скорости разогрева (охлаждения) адиабатического реактора и применим для сильно экзотермических (или эндотермических) реакций. Для его использования нужно знать тепловые эффекты реакций и теплоемкости реагентов и продуктов. Надо, однако, иметь в виду, что при применении чисто адиабатического метода всегда есть опасность непредвиденного изменения направления реакции по мере повышения температуры, что сразу затрудняет расшифровку полученных данных. Гораздо большую перспективу имеет применение для исследования каталитических процессов метода неизотермического эксперимента, где наряду с анализом веществ производится замер профиля температуры по длине слоя катализатора или по ходу опыта. [c.403]

Колонну синтеза метанола можно рассматривать как реактор полочного типа с адиабатическим режимом по слоям, так как за счет ввода холодного газа поддерживается ступенчатый температурный режим. Байпасный газ вводится по коллектору, который транспортирует газ в десять перпендикулярно расположенных распределительных труб с отверстиями. Ввод термопар осуществляется через боковые отверстия, расположенные в нижних частях слоев катализатора. [c.327]

При расчете промышленных адиабатических реакторов должны быть определены теплоты стадий они приведены в табл. Х-12 Кроме того, математическое описание химического процесса должно быть дополнено расчетом изменения температуры между слоями катализатора при вводе охлаждаюш,его агента (циркуляционного газа или холодного сырья). [c.361]

Чернова Э. А., Об условиях существования различных стационарных состояний в проточном адиабатическом реакторе со слоем катализатора, Ж. прикл. мех. и технич. физики, № 4, 153 (1970). [c.188]

Численный эксперимент проводился для каждого из четырех слоев катализатора в адиабатическом реакторе. Высота слоев выбиралась таким образом, чтобы степень превращения в каждом слое нри однородной работе реактора составляла 25%, а температурный интервал работы в каждом слое не превышал 100°С. Параметрически задавая радиальное распределение входных параметров (так, чтобы средние значения параметров оста- [c.61]

Такой способ деления реакционной зоны на части, в которых условия проведения процесса различны, называется секционированием аппарата. На рис. 1Х-74 нанесена кривая равновесных концентраций аммиака в зависимости от температуры (р = 300 ат). Газы поступают в реактор из теплообменника при температуре 450°С. Реагируя в первой секции реактора (первый слой катализатора), газы нагреваются в результате выделения теплоты реакции в условиях, близких к адиабатическим реакционная смесь почти достигает состояния равновесия, обозначенного точкой Л (/ 635 °С). После прохождения через первый слой катализатора газы снова охлаждаются до температуры 450°С. Во второй секции, где происходит дальнейшее превращение, реакционная смесь приближается к состоянию равновесия, соответствующего точке В на кривой. В дальнейших этапах проведения процесса достигаются состояния, близкие к точкам С, О и Е. Как следует из рис. 1Х-74, высота слоев катализатора в направлении движения потока возрастает, поскольку скорость превращения уменьшается очень быстро. [c.424]

Целью проводимого расчета является определение необходимой длины слоя катализатора. В отличие от изотермического и адиабатического реакторов предварительно выбирается диаметр трубки. В обоих упомянутых случаях сначала определяется величина У/Р, после чего находится диаметр труб. [c.148]

Состояние при и = О называется индифферентным. Для бесконечно длинного реактора оно ни устойчиво, ни неустойчиво. Движение профилей исследовано в [4, 5] численным моделированием и экспериментально при окислении СО в адиабатическом реакторе со стационарным слоем платинового катализатора [12]. Результаты эксиериментальных исследований показывают, что при скорости реакционного потока г = 6 см/с в реакторе устанавливается индифферентный профиль деформации. Этот профиль перемещается к началу слоя при уменьшении V. Перемещение зоны зажигания может быть также вызвано быстрой дезактивацией катализатора за счет адсорбции на его поверхности каталитических ядов [13, 14], а также из-за возникновения локальных перегревов [15—17]. [c.285]

Регулирование температуры в адиабатических реакторах можно выполнить по одной из трех возможных схем, вводя между слоями катализатора промежуточные теплообменники, холодную реакционную смесь или холодный инертный газ. [c.327]

Тепловые расчеты для промышленных проточных адиабатических реакторов с неподвижным слоем катализатора можно проводить, используя уравнения для режима идеального вытеснения, хотя режим перемешивания в них может отличаться от режима идеального вытеснения. [c.161]

I ов. В этом оформлении реакция является типичным гетерогенно-каталитическим процессом, а ее небольшой тепловой эффект позволяет использовать адиабатические реакторы со сплошным слоем стационарного катализатора. Мольное отношение аммиака и спирта (метиловый или этиловый) составляет 4 1, причем первичные, вторичные и третичные амины можно получать в любом соотношении, возвращая на реакцию ту или иную часть каждого амина (чаще всего триметиламин). Осуществляется и рециркуляция избыточного аммиака, непревращенного спирта и простого эфира. [c.280]

Алкилирование бензола пропиленом в присутствии твердого фосфорнокислотного катализатора. Фосфорную кислоту наносят на твердые носители глины, кизельгур, силикагель или алюмосиликаты. Катализатор размещают в полочном адиабатическом реакторе-алкилаторе несколькими слоями. Процесс проводят при 200 °С, давлении 2,8—4,2 МПа и соотношении бензол пропилен, равном 10 1 подогретое сырье подают на верх реактора. Срок службы катализатора — 3 года [233]. [c.250]

В настоящее время значительная доля основных химико-технологических процессов реализуется в адиабатических реакторах с неподвижным слоем катализатора. Требования к таким процессам (экономичность, максимальный выход полезного продукта [c.25]

Динамическая модель адиабатического реактора с неподвижным слоем катализатора. В качестве исходной модели для описа- [c.27]

Целью данной работы является разработка методики расчета процесса в зернистом слое катализатора с учетом пространственных неоднородностей в рамках квазигомогенной модели, а также исследование их влняния на качество работы промышленного адиабатического реактора окисления метанола в формальдегид. [c.57]

Разработана методика расчета процесса в неподвижном слое катализатора с учетом неоднородностей входного потока и структуры слоя. Проведено моделирование каждого слоя промышленного адиабатического реактора окисления метанола в формальдегид, получены профили скорости фильтрации, температуры и степени превращения. Показано, что наличие структурных неоднородностей при степенях превращения много меньше единицы приводят к образованию горячих пятен в слое и за ним, причем влияние структурных неоднородностей тем опаснее, чем ближе к выходу они расположены. Приведены допустимые значения входных неоднородностей по температуре в масштабе всего реактора для каждого из слоев. Табл. 2. Ил. 5. Библиогр. 6. [c.174]

Адиабатические реакторы с катализатором в слое [c.264]

Расчет адиабатических реакторов с катализатором в слое, используемых в процессах каталитического риформинга [c.272]

Графическое определение объема адиабатического реактора с катализатором в слое [c.279]

Основные уравнения химической кинетики, а также закономерности тепло- и массообмена не имеют существенных различий для реакторов с фильтрующим, кипящим (КС) или движущимся слоем катализатора. В кинетических уравнениях, характеризующих реакторы кипящего слоя, изменяются лишь абсолютные величины составляющих этих уравнений по сравнению с неподвижным слоем. Так, значения к во взвешенном слое могут увеличиться в 3—10 раз за счет изотермического режима в реакторе КС, по сравнению с адиабатическим в реакторе фильтрующего слоя, с одновременным увеличением эффективной (используемой) поверхности катализатора. Движущая сила процесса ДС в результате перемешивания в реакторе КС может значительно понизиться, по сравнению с реактором фильтрующего слоя, работающим в режиме, [c.113]

Для математического описания процесса, протекающего в отдельном слое катализатора, воспользуемся моделью адиабатического реактора идеального вытеснения [191 ] [c.317]

Для реакций с незначительным тепловым эффектом возможно использование адиабатических реакторов или реакторов с несколькими слоями катализатора, между которыми происходит подача холодного водородсодержащего газа. Одним из вариантов таких реакционных устройств являются аппараты, используемые для синтеза аммиака. Катализатор помещается в специальный пакет, вставляемый в центр реактора, а холодный водород или реакционная смесь подается в кольцевое пространство между корпусом реактора и пакетом, [c.12]

Тепловой баланс процесса. Было решено, что для данного процесса требуется простой адиабатический реактор со стационарным слоем катализатора. Поскольку процесс сопровождается выделением значительного количества тепла, это влияет на местную температуру, что, в свою очередь, отражается па скорости проте- [c.291]

Основными реакционными аппаратами установок (или секций) каталитического риформинга с периодической регенерацией кат< (лизатора являются адиабатические реакторы шахтного типа со стационарным слоем катализатора. На установках раннего по — колэния применялись реакторы аксиального типа с нисходящим или восходящим потоком реакционной смеси. На современных высокопроизводительных установках применяются реакторы только с радиальным движением потоков от периферии к центру. Радиальные реакторы обеспечивают значительно меньшее гидравлическое сопротивление, по сравнению с аксиальным. [c.195]

Технологические схемы процессов дегидрирования олефиновых углеводородов в диеновые включают адиабатические реакторы периодического или непрерывного действия (рис. 5). Конструктивно эти реакторы аналогичны, и характер процесса определяется способностью применяемого катализатора работать без регенерации или с регенерацией. Обычно схема включает реакторы и печи для перегрева сырья и водяного пара. Важное значение в конструкции реактора имеет наличие свободных над- и подкатализаторных зон, в которых может идти глубокое разложение бутенов или метилбутенов. Необходимо, чтобы эти зоны были минимальными. Для выравнивания температур в слое катализатора при дегидрировании и регенерации короткими циклами рекомендуется использовать инертный твердый разбавитель-теплоноситель. [c.660]

Устойчивость реакторов с полным перемешиванием для гомогенных процессов являлась предметом изучения многих исследователей. Система в этом случае описывается обыкновенными дифференциальными уравнениями первого порядка. В случае гетерогенных каталитических процессов задача сильно усложняется. Модель реактора с неподвижным слоем катализатора рассматривали Лин Шин-лин и Амундсон Анализировался адиабатический реактор, в котором отсутствует радиальный тепло- и массоперенос. Выло принято также, что тепло- и массоперенос в осевом направлении осушествляются только за счет вынужденной конвекции. Скорость потока считалась равномерной по всему сечению реактора, а влияние длины реактора и изменения температуры на скорость потока — пренебрежимо малыми. Тепло- и массообмен происходил на пористой поверхности зерен катализатора. Исследовалась необратимая реакция первого порядка типа А—-В. Более сложные реакции также могут быть рассмотрены с помошью этого метода без введения дополнительных параметров. Полученная система дифференциальных уравнений была решена методом характеристик. [c.262]

ДО тех пор, пока содержание аммиака не достигнет 6% (превыще-ние этой величины приведет к росту температуры). В дальнейшем охлаждение газа должно протекать так, чтобы процесс соответствовал оптимальной кривой. Адиабатический реактор с неохлаждае-мым слоем, - в котором исходная смесь содержит 2% ЫНз при 440 °С, достиг бы температуры 575—590°С при содержании ЫНз и —12%, при этом реакция прекратилась бы. Оптимальная температура должна составлять 480—500°С. При 590°С активность катализатора может резко упасть. [c.331]

Бартоломе и Крабец рассчитали многослойный адиабатический реактор для равновесной реакции НаО+С0 — На+СООни рассмотрели зависимость между превращением и входной температурой, влияние старения катализатора на степень нревращения, а также возможность увеличения нревращения путем наилучшего распределения катализатора по нескольким слоям с промежуточным охлаждением реакционной смеси. Они пришли к выводу, что если температура на входе выбрана правильно, отклонение от оптимального распределения катализатора в двухслойном реакторе оказывает лишь незначительное влияние на конечную степень превращения. Расчет оптимального распределения катализатора довольно прост, если имеется необходимая и надежная информация. Строго говоря, такой оптимум действителен только для заданных состава сырья и нагрузки реактора. Так как на работающей установке эти условия могут меняться, очень важно выяснить возможность оптимизации при измененных условиях. [c.215]

Ввиду высокой экзотермичности окисления адиабатические реакторы le нашли применения в этом процессе. Гораздо больше рас-прострален трубчатый реактор со стационарным слоем катализатора, ниходящимся в трубах и охлаждаемым через межтрубное пространство хладоагентом (рис. 124,а). Трубы имеют диаметр 10—25 1М, что способствует отводу тепла и установлению более равном рной температуры по диаметру. Чтобы лучше использовать кагализаторный объем, в аппарат подают реагенты предварительно подогретыми. Наилучший способ отвода выделяющегося тепла — испарение в межтрубном пространстве водного конденсата, генерирующего водяной пар того или иного давления в зависи- [c.417]

Наибольшее распространение получили поэтому адиабатические реакторы с несколькими (обычно с четырьмя) сплошными слоям л катализатора (рис. 154,6 ) в этих аппаратах теплообменные устройства отсутствуют, а для съема тепла и регулирования темпе )атуры подают холодный синтез-газ между слоями катализатора через специальные ромбические распределители, обеспечивающее эффективное смешение горячего и холодного газа. Профиль темпе эатуры в таком реакторе ступенчатый, причем его по-степе)1ное повышение в слоях катализатора сменяется резким падение при смешении с холодным газом. Предварительно подогревают лишь часть исходного синтез-газа, а остальное реакционное тепло утилизируют для получения пара высокого давления. С точки зрения эксергетического к. п. д., более выгодна несколько измененная схема, когда для подогрева исходного газа используют только необходимую часть реаьщионных газов, а основная их масса ИД2Т в котел-утилизатор. [c.529]

На установках со стационарным слоем катализатора и длительными межрегенерационными циклами (рис. 4.3) в цикле реакции подготовленное сырье, поступающее е блока гидроочистки, смешивается с циркулирующим ВСГ, подогревается в теплообменнике и направляется в реакторный блок, состоящий из печи предварительного нагрева, 3—4 адиабатических реакторов и печей (или секций многокамерной печи) для межступенчатого подогрева продуктов реакции. После выхода из последнего реактора газопродуктовая смесь охлаждается в теплообменнике и холодильниках до 20—40 °С, после чего производится сепарация Щ2Г. Поток ВСГ разделяется — большая часть поступает на прием.диркуляционного компрессора, а-избыток, образующийся в процессе, выводится с блока риформинга на блок предварительной гидроочистки бензина или направляется иным потребителям. [c.127]

Расчет адиабатических реакторов с катализатором, расположенным в трубах. Смесь газов при постоянных температуре и давлении поступает в реакторы типа теплообменника, имея однн и тот же состав. При контакте с катализатором смесь изменяет свою температуру, давление и состав по длине слоя катализатора. Температура и состав изменяются также и в поперечном направлении. [c.293]

Решение. Конечную температуру в адиабатическом реакторе с фильтрующим слоем катализатора находим по формуле (VI.36) с учетом того, что Спрод = СцсхХ [c.121]

Соотношение констант скоростей реакции в изотермическом реакторе со взвешенным слоем катализатора ( в) и в адиабатическом с неподвижным слоем (/г ) определяется в соответствии с уравнением (IV. 27) при Ао = onst [c.121]

Конструктивно адиабатические реакторы выполняются в виде цилиндрической шахты большей или меньшей высоты (рис. 3.4 и 3.5). Иногда используют корпус сферической формы, при которой требуется меньше металла на изгс в ление реактора. Катализатор укладывается на решетку и слой инертной насйдйи, препятствующий его просыпанию сквозь решетку. [c.125]

Важное значение для работы адиабатических реакторов имеет входное р4с- пределительное устройство, задачей которого является равномерное" распреде ление газового потока по сечению реактора. Рмь распределительного устр6й ства возрастает в реакторах большого диаметра, достигающего иногда нескольких метров, и при малой высоте слоя катализатора. Несовершенство этого устройства приводит к неравномерной работе слоя катализатора как по диаметру, так и по высоте, и к ухудшению показателей процесса. [c.125]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология