Синтез реакторной схемы

Синтез реакторной схемы [c.254]

Пример 1. Разберем задачу синтеза реакторной схемы для получения промежуточного продукта В, образующегося по реакции первого порядка [c.254]

Рис. 46. Глобальная схема д.чя синтеза реакторной схемы.

Таблица 42. Результаты решения задачи синтеза реакторной -схемы (пример 1)

Методы, связанные с синтезом схем химического превращения, удобно разделить на две группы, а именно выбор оптимального маршрута химического превращения с целью получения заданных продуктов, собственно синтез реакторного узла химического превращения. [c.442]

Известен ряд эвристических правил для построения схем разделения [1161 и теплообменных систем [1171. Итак, даже при построении реакторной схемы мы сталкиваемся с необходимостью выбора наилучшей схемы из большого числа различных вариантов. Так, реакцию можно проводить в реакторах смешения или вытеснения либо в их комбинации, может варьироваться их число, употребляться или не употребляться рецикл, возможны различные схемы теплообмена исходного потока с промежуточными и выходными потоками реакторного узла. Выбор одного из огромного числа вариантов основывался на интуиции проектировщика. Теперь же ставится задача поручить эту творческую работу (или хотя бы ее часть) электронной вычислительной машине. Другими словами, ставится задача создания теории построения (синтеза) ХТС [1161, [118], [119]. При этом возможны два пути. Первый путь — формализация того способа мышления, которым пользуется человек при создании новых схем, формализация существующих эвристических правил, создание новых, а также разработка методов использования этих правил, приоритета одних перед другими, и т. д. Второй путь — полностью алгоритмический подход, состоящий в том, чтобы сформулировать проблему синтеза как математическую и развить математические методы ее решения. Не давая окончательного ответа на вопрос, какой путь лучше, приведем пример совсем из другой области. Многовековая эволюция живого мира привела к способу передвижения живых существ с помощью ног. Многочисленные изобретения средств [c.188]

Эти особенности предопределяют тот факт, что синтез технологической схемы производства начинается с тщательного изучения характеристик реакторного процесса, определения оптимальных условий его проведения и разработки аппаратур- [c.175]

Процесс синтеза МТБЭ осуществляется в ректификационно-реакционном аппарате, состоящем из средней реакторной зоны, разделенной на три слоя катализатора, и верхней и нижней ректификационных зон с двумя тарелками в каждой. На установке имеются два таких аппарата на одном из них после потери активности катализатора (через 4000 ч работы) осуществляется предварительная очистка исходной сырьевой смеси от серо- и азотсодержащих примесей, а также для поглощения катионов железа, присутствующих в рециркулирующем метаноле вследствие коррозии оборудования. Таким образом, поочередно первый аппарат работает в режиме форконтактной очистки сырья на отработанном катализаторе, а другой - в режиме синтеза МТБЭ на свежем катализаторе. Катализатор после выгрузки из форконтактного аппарата (на схеме не показан) не подвергают регенерации (направляют на захоронение). [c.261]

В СССР разрабатываются процессы синтеза высших а-олефинов методом высокотемпературной олигомеризации этилена и присутствии алюминийорганических катализаторов. При этом предусматриваются усовершенствование технологического и аппаратурного оформления реакторного узла, направленное на повышение выхода олигомеров с единицы реакционного объема, и увеличение мощности агрегата олигомеризации до 25—-30 тыс. т/год использование модифицирующих добавок к катализатору, позволяющих повысить содержание линейных а-олефинов в продуктах реакции, и разработка эффективной схемы дезактивации катализатора, упрощающей технологию процесса и обеспечивающей бессточное производство а-олефи-нов [74, с. 3]. [c.79]

Принципиальная схема реакторной установки с рециркуляцией дана на рис. 1-6. Эта схема соответствует крекингу газойля, риформингу светлых продуктов по однопечной схеме, а также процессам синтеза из индивидуальных компонентов. [c.18]

Схема синтеза метанола с выносным холодильником в колонне применяется, если создаются установки малой и средней единичной мощности (рис. 10.3). Исходный газ, очищенный от карбонилов железа и масла, а также осушенный, смешивается с циркуляционным газом и поступает в реактор 4. При этом основная часть исходного газа (80—85 %) поступает в нижнюю часть колонны синтеза для охлаждения корпуса и предотвращения водородной и карбонильной коррозии. Затем этот поток нагревается в теплообменнике 5 до температуры реакции (=300—330 °С) реакторной парогазовой смесью и далее поступает в реактор, пройдя электроподогреватель 6. Остальная часть исходного газа (20—25 %) вводится между слоями катализатора в верхнюю часть колонны для поддержания постоянной температуры в слоях катализатора в 300-330 °С. [c.360]

На колонне 10 под давлением 5—6 кгс/см отгоняется отработанная изобутан-изобутиленовая фракция, которая возвраш ается на установку дегидрирования. На следующей колонне 11 в качестве погона отбирается ТМК с небольшой примесью метилаль-метаноль-ной фракций (ММФ). Как отмечалось выше, фракция ТМК либо подвергается каталитическому расщеплению с получением изобутилена, либо возвращается в реакторный блок синтеза ДМД. Если расщепление проводится совместно с основным потоком ДМД, то колонна 11 из схемы исключается. По другим проектным решениям, ТМК дегидратируется в отдельной системе на активированной окиси алюминия. В этом случае получаемый высококонцентрированный изобутилен может быть выделен отдельно и использован как самостоятельный товарный продукт. [c.58]

Синтез методом прямой оптимизации. Методы прямой оптимизации предполагают использование на этапе синтеза таких известных методов как динамическое, линейное и нелинейное программирование [10]. В частности, эти методы использовались при решении задач синтеза схем проведения реакторных процессов, построения оптимальных схем разделения многокомпонентных смесей [13, 93—96]. Метод заключается в том, что определяется конфигурация синтезируемой системы, в которую входят все возможные варианты объединения отдельных групп оборудования или единиц оборудования. При этом каждой возможной взаимосвязи между отдельными элементами системы ставится в соответствие некоторый коэффициент, величина которого лежит в пределах от О до 1. Тогда задача синтеза оптимальной системы сводится к определению оптимальных величин этих коэффициентов для каждой возможной взаимосвязи элементов системы совместно с определением оптимальных проектных параметров для каждого элемента системы. [c.10]

Решение задачи разделения многокомпонентной смеси является одним из важнейших этапов общей задачи синтеза химико-технологических систем. Для одного технологического процесса синтез схемы процесса разделения может быть связан с несколькими этапами построения ХТС, на каждом из которых решаются такие задачи, как подготовка сырья, предварительная очистка реагентов, разделение продуктовых потоков реакторных систем, очистка сточных вод и т. д. Очевидно, что разработка эффективных методов синтеза схем ректификации многокомпонентных смесей существенным образом влияет на эффективность общего решения задачи синтеза оптимального химико-технологического процесса. [c.15]

Авторы выражают благодарность сотрудникам НИФХИ им. Л. Я. Карпова и других институтов, совместно с которыми были написаны следующие разделы Оптимизация процесса получения окиси этилена (с Ю- М. Волиным), Определение вида матрицы И , Минимизация функций при наличии линейных ограничений (с Г. Н- Сальниковой), Моделирование и оптимизация производства стирола (с В. А. Приходаем) Синтез реакторной схемы. Первый пример (с А- Л. Шевченко), глава I (с М- Ю- Волиным) глава VI (с Л. М- Брусиловским). [c.8]

Разработка — синтез технологической схемы производства заключается в установлении оптимальной взаимосвязи между отдельньши процессами, а также в оптимальном выборе типа и оптимальном проектировании этих процессов и обычно осуществляется в несколько этапов а) определение функций химического производства (сырья, производительности, продуктов, рынков потребления п т. д.) б) определение критерия функционирования производства в) выбор способов реализации функций химического производства (получения продуктов, их выделения, организации теплообмена и т. д.) г) декомпозиция проблемы на ряд взаимосвязанных подпроблем (реакторный узел, узел выделения продуктов и т. д.) д) реализация подпроблем в рамках принятых технологических решений [1]. [c.436]

Синтез реакторных систем. В практике исследований синтез реакторных систем в основном ограничивается вопросами распределения нагрузок на параллельно работаюш ие системы, распределения времени пребывания в каскадах реакторов и как самостоятельная проблема не получил достаточного развития. Большое число оптимизационных задач химических реакторов решается для исследования распределения температур, времени пребывания, старения катализатора, его регенерации и так далее, т. е. частным вопросам повышения эффективности единичных реакторов. Большое внимание уделяется также исследованию гидродинамической структуры потоков одно- и многофазных ре акторов. Вместе с тем стадия химического превращения является лишь частью химического производства и связана по крайней мере материальными потоками с другими стадиями. Подход, используемый при оптимизации технологдческой схемы на основе аддитивности критерия, не может обеспечить глобального оптимума. Большой интерес с точки зрения интегрального подхода к синтезу технологической схемы представляют реакторы с рециклами, с тепловым объединением. Очевидно, решение этих задач следует проводить совместно с синтезом схем химического превращения, так же как и с последующей стадией — выделением продуктов реакции. [c.452]

Как и любое химическое производство с непрерывным циклом, малотоннажные производства предназначены для выполнения полного технологического цикла от подготовки сырья и до получения готового продукта. Им также свойственно использование основных процессов большой химии , таких, как реакторные, выделения продуктов и т. д. Поэтому все проблемы, присущие многотопнажным производствам и связанные с выбором способов ведения процесса, синтезом технологических схем, оптимизацией, обеспечением надежности и энергосбережения, повышением производительности и качества продуктов и т. д., имеют место и при разработке многоассортиментных производств малой химии . Известные успехи в области математического моделирования процессов и ХТС на методологической основе системного анализа приложимы как к исследованию и проектированию отдельных аппаратов, так и технологических линий малотоннажных производств. [c.524]

Модели основных технологических операций в аппаратах периодического действия. Реакторное оборудование. X и м и-ческие реакторы, Прн выборе оптимальной конструкции химического реактора используют закономерности гндродниа-ми1 и, тепло- и массопередачн, кинетики протекающих в нем технологических процессов. При синтезе оптимальных вариантов гибких технологических систем определяют оптимальные объемы аппаратов н их число в схеме из условия удовлетворения всем технологическим процессам, которые предполагается в них проводить. [c.91]

Возвращаясь к критерию (8.19), следует обратить внимание на факторы, которые обеспечивают минимум приведенных затрат по созданию и эксплуатации системы. Прежде всего это подвод энергии внешних источников (тепла или холода) для доведения параметров выходных потоков до предписанных значений. При одновременном синтезе всей технологической схемы эта проблема может и не возникнуть, так как внешними источниками и стоками энергии тепловой системы могут быть другие системы производства (реакторная, разделения и т. д.), т. е. рекуперация энергии будет осуществляться в масштабах всего производства. Если тепловую систему рассматривать отдельно, то необходимы дополнительные затраты на компенсацию несоответствия параметров выходных потоков заданным значениям. При синтезе системы теплообмена желательно, чтобы эти затраты были хотя бы минимальными. Оценка минимально потребляемого количества внешней энергии может быть произведена с помощью диаграмм температура — тепловая нагрузка [16]. Для этого в координатах Г, Q для объединенных холодного и горячего потоков строятся зависимости Т = j Q) ж совмещением последних до разности температур по вертикали, равной А7 т1п (перемещая один график относительно другого по оси абцисс), определяется температурный (соответственно и по тепловой нагрузке) интервал, который не может быть компенсирован в результате взаимодействия этих потоков (рис. 8.3). Это несоответствие параметров потоков должно компенсироваться за счет внешних источников тепла. [c.455]

На основании полученных результатов разработана принципиальная технологическая схема синтеза ДМЭ каталитической дегидратацией метанола, включающая реакторный и абсорбционный узел, а также узел рекгификации смеси метанол-вода. Нспро-реагировавншй метанол направляется на рецикл. [c.118]

Технологическая схема парофазного процесса получения 2-ме-токсипропена (рис. 3.38) включает узлы подготовки парогазовой смеси, реакторный и выделения 2-МП. МАФ из расходной емкости 2 в смеси с рециркулирующими газами через подогреватель 4 подают на узел испарения метанола в токе парогазовой смеси. Метанол из емкости 1 поступает в смеситель 3 и подогреватель 4. Смесь реагентов в паровой фазе поступает в реактор синтеза 2-МП 5, представляющий собой кожухотрубный аппарат, в трубное пространство которого загружен катализатор, а в межтрубное — теплоноситель. Реакционная масса после реактора проходит теплообменник, в межтрубное пространство которого подают паровой конденсат (в результате теплообмена образуется пар р = 0,2 МПа), и поступает в приемник реакционной массы 8 и фазоразделитель 7, откуда газовую фазу направляют на рецикл, а жидкую — в колонну выделения непрореагировавшей МАФ (на схеме не показано). Дистиллят колонны — МАФ с повышенным содержанием про- [c.276]

На рис. IX-14 представлена схема синтеза углеводородов из окиси углерода и водорода в трехфазной системе (газ — жидкость— зернистый материал). В качестве реакторных устройств используют пустотелые аппараты, колпачковые тарельчатые колонны, вертикальные трубчатые теплообменники. [c.420]

В Крупных агрегатах синтеза метанола температуру в слое катализатора обычно регулируют посторонним теплоносителем. В этом случае можно использовать большое количество низкопотенциального тепла, установив теплообменники (котлы-ути-лизаторы) между газовым теплообменником колонны и конденсатором. Примером такого решения является технология фирмы BASF (ФРГ), схема которой представлена на рис. 10.5. В ней используются единичные агрегаты мощностью до 240 тыс. т в год, а в качестве сырья - легкий бензин. В данную технологическую схему введен котел-утилизатор для получения пара за счет тепла реакторных газов, выходящих из реактора 2 после теплообменника 3. Следовательно, газ проходит три ступени теплообмена и поступает в воздушные холодильники-конденсаторы 6. [c.362]

Принципиальная схема процесса представлена на рис. 41. Аналогичная технологическая схема испытывалась в СССР на опытной установке НИИМСК [24]. В качестве сырья используется предварительно высушенная и очищенная от примесей пропан-пропиленовая фракция. Синтез 2-метилпептепа-1 проводится под давлением 200кгс/см и времени пребывания в реакторе около 40 мин. На заводе в Бомонте реакторный блок состоит из двух аппаратов. На выходе из реактора смесь дросселируется до давления близкого к атмосферному, конденсируется в охлаждаемых аппаратах и поступает в систему разделения. Конверсия пропилена в описанных условиях составляет 70—85% выход димера в расчете на прореагировавший [c.194]

Рис. 79. Схема конденсации реакторного газа при синтезе моновииилацетилена

Триадная схема (рис. 18) отличается тем, что реакторный блок состоит из трех аппаратов. Металлический кобальт осажден на стационарном носителе в катализере 1. Жидкий олефин и синтез-газ подаются сверху при этом образуются карбонилы кобальта и растворяются в олефине. Температура в катализере поддерживается 150—180°С, давление 150—300 кгс/с м (14,7—29,4 МН/м ). Раствор катализатора в олефине вместе с синтез-газом поступает в реактор 2. Туда же дополнительно подают синтез-газ. Отвод выделяющегося тепла осуществляется при помощи вмонтированного в аппарат трубчатого холодильника, в котором генерируется водяной пар. [c.55]

Принципиальная схема установки процесса синтеза ферритовых порошков приведена на рис. 4.33. Установка состоит из отделения приготовления исходных смесей, реакторного отделения энергопитания установки и пульта управления. Оборудование отделения приготовления исходных смесей позволяет готовить и подавать в реактор сухие смеси исходных компонентов, их водные суспензии и растворы солей. Реакторное отделение включает двухступенчатый реактор с генераторами низкотемпературной плазмы, систему улавливания порошка и очистки газов. Некоторые схемы первой ступени реактора приведены на рис. 4.34. В зависимости от вида исходного сырья и требований к физико-химическим свойствам порошка синтез проводят в полом реакторе, реакторах с кипяидим,, виброкипяш им слоем инертных частиц, роторного тина, с термомагнитной обработкой, враш аюш емся с инертной насадкой и с электродегидратацией растворителя. [c.255]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология