Реакторы для газожидкостных процессов

На рис. 82 представлены принципиальная схема и необходимое оборудование для процесса окисления в трубчатом реакторе. Сырье насосом подают в печь. Нагретое до температуры 180—240 °С око смешивается с рециркулятом и воздухом и поступает в реактор. На охлаждение реактора низконапорными вентиляторами подают воздух. Расход воздуха на обдув труб регулируют, открывая или закрывая заслонки на линии подачи воздуха, в зависимости от заданного температурного режима работы реактора, времени года и других факторов. Часто оказывается достаточным охлаждение реактора за счет тепловых потерь, т. е. при неработающих вентиляторах. Прореагировавшая в реакторе газожидкостная смесь направляется в испаритель-сепаратор фаз. Газы выводятся из верхней части испарителя, а жидкость откачивают с низа. Часть жидкости (в балансовом количестве) выводят из процесса как готовый про-дукт, другую, большую часть — рециркулируют. [c.130]

Технологическая схема процесса практически аналогична схеме процесса гидроочистки. Основные аппараты установки печь (или печи), реактор, газожидкостные сепараторы высокого и низкого давления, стабилизационная колонна. Имеется узел очистки ВСГ от сероводорода, хотя вследствие малой обессеривающей способности катализаторов процесса образование сероводорода незначительно. [c.243]

В книге рассмотрены вопросы интенсификации наиболее распространенных в химической и нефтехимической технологии процессов контактирования газа (пара) и жидкости в массообменных аппаратах и реакторах. Приведены рекомендации по выбору оптимальных режимно-технологических и аппаратурно-конструктивных методов интенсификации. Обобщен опыт использования новых методов интенсификации газожидкостных процессов в химической промышленности. Значительное внимание уделено оптимизации конструкции контактных устройств массообменных аппаратов и реакторов. Книга предназначена для инженерно-технических работников химической, коксохимической, нефтяной, газовой и пищевой промышленности, может быть полезной студентам соответствующих вузов. [c.2]

При создании модели промышленного реактора смешения для гетерогенных, в частности газовых процессов, протекающий в псевдоожиженном слое мелкозернистого материала, или газожидкостных процессов при барботаже газа через жидкость, следует иметь в виду наличие особых условий. Здесь снятие характеристики по гидродинамике и распределению температурных полей надежно только при соблюдении как для модели, так и для промышленного реактора одинаковой степени грануляции твердой фазы и идентичной по всей высоте реакционной зоны степени дробления газа. [c.168]

Многослойный реактор 12 предусмотрен для проведения в нем газожидкостных процессов. [c.86]

Реакционные аппараты колонного типа с насадкой или тарелками. В качестве газожидкостных реакторов часто применяют насадочные или тарельчатые колонны, используемые для процессов абсорбции. Если жидкость является катализатором, эти аппараты отличаются от абсорберов тем, что жидкость циркулирует в системе по замкнутому контуру. Насадочные колонны просты по устройству и обеспечивают большую поверхность контакта реагирующих газа и жидкости даже в небольшом объеме. Жидкость стекает по поверхности насадки в виде тонкой пленки, а газ движется противотоком. Их гидравлическое сопротивление невелико и, следовательно, расход энергии на перемеш,ение газов незначителен. Колонны изготовляют обычно из стали с дополнительным покрытием из материала, стойкого к коррозионному действию рабочей среды. Применяют также колонны из чугуна, керамики (в производстве серной кислоты), футерованные графитом или кислотоупорным кирпичом. [c.272]

Рис. 4.73. Схемы реакторов для газожидкостных процессов

Реактор 12 - многослойный для газожидкостных процессов. [c.27]

Контактирование газа с жидкостью может осуществляться различными способами. Для газожидкостных процессов, скорость которых лимитируется массообменом между фазами, способ их контакта небезразличен для процесса. В разд. 2.9.4 были приведены максимальные объемные коэффициенты массообмена р в барботажном слое р = 0,и0,2 с , в насадочном аппарате-до 0,5 с , в газожидкостном потоке - до 1,2 с". Если скорость реакции большая (константа скорости первого порядка более 2 с" ), то реактор с газожидкостным потоком будет более компактным. Если сама реакция малоинтенсивна, то интенсивный массообмен не увеличит общей интенсивности процесса. [c.275]

После реактора газожидкостная смесь расплавленного полиэтилена и сжатого этилена поступает в разделитель 8, где снижается давление, а затем в сепаратор 9, где разделяются газообразный этилен и расплавленный полиэтилен. Последний попадает в воду и затвердевает. От газообразного этилена в сепараторе 10 отделяется увлеченный газом полиэтилен, а затем охлаждается в холодильнике 11. Этилен промывается в скруббере 12 и вновь поступает на полимеризацию в качестве добавки к свежему этилену. При многократной циркуляции почти весь этилен вступает в реакцию, и выход полиэтилена на прореагировавший этилен составляет 93—98%. В аппарате 13 помещается ксилол, нужный для промывки системы в случае прекращения процесса полимеризации. [c.68]

Общая характеристика газожидкостных реакторов. Возможны два варианта газожидкостных реакций либо газ реагирует непосредственно с жидкостью, либо реагирующие вещества находятся в газовой фазе, а жидкость является катализатором. Во втором случае реакция протекает либо в объеме жидкого катализатора, либо на его поверхности. В качестве примеров газожидкостных реакций можно привести производство уксусного альдегида гидратацией ацетилена, алкилирование бензола пропиленом, окисление изопропилбензола кислородом воздуха. Главные требования к газожидкостным реакторам — создание условий для их межфазного контакта и оптимального теплового режима процесса, так как газожидкостные реакции всегда сопровождаются межфазным массообменом, а скорость их зависит от температуры. [c.270]

Реакторы с механическим диспергированием газа (аппарат с мешалкой) используются в газожидкостных процессах окисления, осуществляемых с достаточно большой скоростью (например, в области повышенных температур), если процесс лимитируется диффузионными факторами. Реакторы с механическим перемешиванием эффективны также при наличии в реак- [c.213]

В качестве реактора для процессов, протекающих в газожидкостной смеси при высоких давлениях и температурах, принимаем вертикальный цилиндрический аппарат. [c.146]

Давление в системе. Выбор рабочего давления в реакторе определяется кинетикой процесса, условиями теплообмена и стоимостью оборудования. Для газофазных процессов и газожидкостных процессов, связанных с растворением мономера в реакционной среде, увеличение давления приводит к повышению скорости реакции, производительности реактора, но одновременно и к возрастанию капитальных и текущих затрат на создание и эксплуатацию реактора. Поэтому приходится совместно с конструкторами рассчитывать оптимальное давление, минимизируя совокупные затраты на организацию процесса. [c.145]

Глава II. ОСНОВЫ ПРОЦЕССОВ В ГАЗОЖИДКОСТНЫХ РЕАКТОРАХ [c.17]

В основу книги легли результаты многолетних исследований, связанных с интенсификацией газожидкостных процессов, проведенных автором или с его участием на кафедре технологии химических производств завода-втуза при Карагандинском металлургическом комбинате и в Отраслевой научно-исследовательской лаборатории реакторов и массообменных аппаратов Минхимпрома СССР при кафедре оборудования химических заводов Днепропетровского химикотехнологического института им. Ф. Э. Дзержинского. [c.4]

Носителем теплоты является один из компонентов реакционной системы. Таким носителем может быть пар, который при смешении с реагентами отдает им теплоту, а также реагент, добавляемый в различных точках аппарата для отвода теплоты, например байпасный газ в полочных аппаратах один из реагентов, например в газожидкостных процессах газ, участвующий в реакции, иногда не нагревается, а непосредственно в самом реакторе этот газ, имеющий малую теплоемкость, разогревается за счет большой энтальпии жидкости. Носителем теплоты может быть катализатор или инертный материал для аппаратов с неподвижным, псевдоожиженным и движущимся слоем катализатора или инертного теплоносителя. [c.228]

В промышленной практике широко распространены аппараты, в которых процессы тепло- и массообмена проводятся в тонких слоях жидкости, взаимодействующих с теплообменной поверхностью, и в газожидкостных реакторах, где процессы переноса теплоты и массы происходят через границу раздела фаз. Как правило, в таких аппаратах время пребывания одной из фаз невелико, а тепло- и массообменные процессы протекают с высокой интенсивностью. [c.126]

На окисление в змеевиковый трубчатый реактор подают смесь сырья, воздуха и рециркулята — готового битума. На выходе из змеевика прореагировавшая газожидкостная смесь разделяется на газовую и жидкую фазы в сепараторе, газы выводят с верха сепаратора, жидкость — с низа. Поток жидкости разделяют, большую часть возвращают в процесс, меньшую выводят в качестве готового продукта. Объем рециркулята определяют, исходя из необходимости обеспечения в реакционной смеси не менее 8% жидкой фазы (по объему), что требуется для создания развитой поверхности контакта с целью достижения высокой степени использования кислорода воздуха, и удельного расхода воздуха на окисление. [c.291]

Во многих производствах пенные аппараты уже прошли промышленные испытания и успешно освоены. Однако для некоторых условий еще требуется предварительное проведение лабораторных и стендовых испытаний. Естественно, пенные аппараты, как и любые другие интенсивные реакторы, имеют свои рациональные области применения, где они дают возможность усовершенствовать аппаратурное оформление многих технологических процессов в газожидкостных системах. [c.266]

Эта группа реакторов, отличающихся прежде всего простотой конструктивного исполнения и, следовательно, высокой эксплуатационной надежностью, получила наиболее широкое распространение в химической, микробиологической и других отраслях промышленности. Используются они как при периодическом, так и при непрерывном процессах обработки жидкостей. Общим признаком для аппаратов этой группы является естественное диспергирование газа при подъеме его пузырей в жидкости. Движение жидкости или газожидкостной смеси в зависимости от конструкции аппарата может быть различным. Этим и обусловлено введение в классификацию различных типов барботажных реакторов. [c.7]

Существенную роль в гидродинамике газожидкостной смеси играет динамическая скорость потока, с которой однозначно связано не только сопротивление аппарата в целом, но и интенсивность процессов переноса тепла и вещества в жидкой фазе. Поскольку в дальнейшем для анализа различных явлений в газожидкостных реакторах эта скорость будет использоваться часто, рассмотрим методы ее оценки более подробно. [c.20]

Иногда предпринимаются попытки разработать методику расчета барботажных реакторов на основе закономерностей массопередачи из одиночного газового пузыря, поднимающегося в слое жидкости с определенной скоростью. Процесс массопередачи из недеформированных пузырей малых размеров нетрудно организовать при продувании газа в жидкость с малыми скоростями через тонкие отверстия (например, через пористую керамическую перегородку). Однако результаты исследований, полученные в таких условиях, не всегда можно использовать при расчете промышленных аппаратов, заполненных сильно турбулизованной газожидкостной смесью, для которой такие понятия, как диаметр газового пузыря и скорость его подъема, становятся весьма условными. [c.38]

Проведение многих реакций нефтехимического синтеза требует принятия специальных мер для интенсификации теплообмена в реакторах. С этой целью реакторы снабжаются достаточно большой удельной теплообменной поверхностью (т. е. поверхностью на единицу реакционного объема) и в них создаются условия, обеспечивающие максимальные значения коэффициентов теплопередачи. Наибольшие величины удельной поверхности достигаются в трубчатых реакторах (до 200 м ) и в реакторах колонного типа с внутренними трубчатыми или змеевиковыми теплообменниками (50—100 м ). Наименьшие удельные поверхности имеют реакторы емкостного типа с рубашкой (5—10 Г ). Для увеличения коэффициентов теплопередачи, которые определяются, как правило, теплоотдачей со стороны реакционного пространства, использукзт различные способы турбу-лизации среды высокие линейные скорости газа в трубчатых реакторах, барбо-таж в газожидкостных процессах, механическое перемешивание, псевдоожижение твердого катализатора или теплоносителя. Интенсификация теплообмена со стороны хладагента, если она необходима, достигается обычными способами турбулизация потока, теплосъем кипящей жидкостью, применение эффективных теплоносителей. [c.119]

В пленочных реакторах для газожидкостных процессов пленка образуется при стенании жидкости по насадке в токе газа (рис. 3.16). Основной аедостатон [c.138]

Рис. 3.16. Схема установкн, включающей реактор с насадкой для проведения газожидкостных процессов

Реакторы для проведения низкотемпературных некаталитических гетерогенных процессов, как правило, не имеют характерных особенностей и аналогичны типовым аппаратам, в которых осуществляют физические процессы. Так, для процессов с участием газов и жидкостей (Г—Ж) применяется в основном колонная аппаратура башни с насадкой или с разбрызгивающими устройствами, барботажные колонны, газлифты, пенные аппараты. Значительно реже газожидкостные процессы проводят в иных аппаратах, например в трубчатых и змеевиковых аппаратах вытеснительного типа. Процессы с участием жидких и твердых реагентов, а также несмеи иваю-щихся жидкостей (Ж—Ж) осуществляют, главным образом, в реакторах с различными перемешивающими устройствами мешалкалш различных типов, пневматическим пере.мешиванием и др. [c.161]

Реакторы с насадкой в вцде гранулированного катадизатора в последние годы нашли применение в ряде каталитических газожидкостных процессов. Такие аппараты выполняют в виде барботажных колонн 1 (рис. 6.4.2), весь обьем катадизатора в которых разделен на слои. Каждый слой 3 уложен на газораспределительную решетку с сеткой и сверху пружинами поджат другой сеткой. Пространства между слоями служат для перераспределения газовой фазы и дополнительного ввода газа или сырья (если это необходимо) и размещения теплообменных элементов 2. [c.635]

Одноступенчатый процесс гидрокрекинш вакуумных ДИС-.. тиллятов проводится в многослойном (до пяти слоев) реакторе с несколькими типами катализаторов. Для того, чтобы градиент темпере тур в каждом слое не превышал 25 °С, между отдельными слоями катализатора предусмотрен ввод охлаждающего ВСГ (квенчинг) и установлены контактно —распределительные устройства, обеспечивающие тепло— и массообмен между газом и реагирующим ПОТС ком и равномерное распределение газожидкостного потока над слоем катализатора. Верхняя часть реактора оборудована гасителями кинетической энергии потока, сетчатыми коробками и фильтрами для улавливания продуктов коррозии. [c.239]

Книга является монографией, наиболее полно освещающей и обобщающей вопросы теории и практики процессов химического взаимодействия газов и жидкостей. В ней рассмотрены физикохимические основы и дано математическое описание этих процессов, их кинетика в различных гидродинамических условиях работы газожидкостных реакторов, абсорберов и их лабораторных моделей, элементы расчета соответствующих аппаратов. В книге приведено большое количество числовых примеров. Ряд разделов может спужить ценным пособием для экспериментаторов в области процессов массопередачи. [c.4]

К е п п е d у М. В., L а с h е г J. R., J. hem. Edu ., 46, 533 (1969). Лабораторный реактор постоянного давления для изучения скорости абсорбции газов в газожидкостных реакционных процессах. [c.283]

Аппараты с восходящим движением газожидкостного потока. Реакторы со стационарным слоем катализатора и прямоточным восходящим движением потоков газа и жидкости (РВПГЖ) принципиальная схема которого показана на рис. 5.15, целесообразно [19, 21] применять для осуществления процессов, в которых жидкофазные реагенты взаимодействуют с относительно небольшими количествами газофазных реагентов, что характерно для реакций аминирования спиртом и гидратации нитросоединений и олефи-иов, а также в тех случаях, когда для обеспечения необходимой степени превращения требуется довольно большое время пребы- [c.239]

Рядом авторов выполнено сравнение реакторов с восходящим п нисходящим движением газожидкостного потока на примере процессов гидрообессеривания неочищенных или тяжелых масел [48—51] и селективного гидрирования фенилацетилена в растворе стирола [52]. Были отмечены следующие преимущества аппаратов с восходящим движением потоков газа и жидкости более высокая конверсия исходных реагентов, лучшая селективность, более длительный срок службы катализатора, лучший температурный контроль. По сравнению с полыми барботажными колоннамп рассматриваемые реакторы обеспечивают значительное снижение продольного перемешивания в обеих подвижных фазах и уменьшение коалесценции пузырей газа. [c.240]

При однофазном потоке, как и в газовой фазе, процессы превращения веществ протекают в несколько стадий 1) подвод реагентов пз ядра потока к вненшей поверхности катализатора 2) диффузия реагентов в порах катализатора из раствора к его внутренней поверхности 3) адсорбция реагентов 4) собственно химическая реакция на поверхности катализатора 5) отвод продуктов реакции через стадии десорбции и внутренней, и внешней диффузии. При двухфазном потоке вследствие того, что катализатор смачивается одной пз фаз, эта последовательность не нарушается, однако ей предваряется либо за ней следует стадия диффузии реагентов или продуктов в дисперсную фазу. Особенно четко это проявляется в газожидкостных реакциях, где катализатор пропитан жидкостью или покрыт ее пленкой. Диффузия из одной фазы потока в другую, которую обозначим как межфазную, протекает в общем так же, как и в случае двухфазных систем без твердого катализатора (см. гл. И). Межфазная диффузия не имеет, собственно, прямого отношения к гетерогенно-каталитической реакции, но доляша учитываться при расчетах реакторов (см. гл. 10). Поэтому в настоящей главе рассматриваются только явления, происходящие в системе раствор — твердый катализатор. [c.47]

Как указывалось, при использовании динамической методики исследования кинетики жидкофазных реакций не применяют внешние контуры циркуляции жидкости, а используют аппараты полного смешения в качестве дифференциальных реакторов. Однако при газожидкостных реакциях вопрос о циркуляции газовой фазы не может решаться так просто. Если пеконденсируемые продукты реакции не попадают в газовую фазу, как, например, в процессах гидрирования, то надобность в таком контуре отпадает. В других случаях (например, при процессах окисления жидких углеводородов воздухом, когда выде.ляются газообразные продукты реакции) наличие циркуляционного контура по газу может оказаться желательным. Однако из-за длительности установления стационарного состояния и технической сложности осуществления такого контура влияние состава газа исследуют большей частью на искусственных смесях. [c.71]

В конструктивном отношении имеется ряд вариантов газожидкостных реакторов. Прежде всего, в отличие от газофазных процессов, реакции в жидкой фазе, в том числе жидкогазофазные, и до настоящего времени проводятся в периодически действующих аппаратах для производств малой, а иногда и средней мощности. Строго говоря, здесь имеет место периодический процесс по жидкой фазе и непрерывная подача газа. В этом случае аппараты представляют собою сосуды с механическим перемешиванием, как правило, работающие под давлением. В аппаратах периодического действия применяют практически только мелкодисперсный катализатор, суспендированный в жидкости. [c.184]

Опасение локального переохлаждения жидкости в зоне размещения змеевиков, а также ряд конструктивных трудностей их установки в аппарате, обусловленных специфическими особенностями газожидкостной реакции (высокое давление, коррозион-ность среды), вынуждают использовать испарительный способ охлаждения и в реакторах с зернистым катализатором. В качестве примера здесь можно привести конструкцию реактора (рис. 23) для восстановления ароматических нитросоединеиий. Этот процесс протекает при давлении 32-10 Па и температуре 150° С. Поэтому корпус /, рассчитанный на высокое давление, выполнен из углеродистой стали, а пакет царг 2 с катализатором 3, подвешенный к верхней крышке аппарата, — из титана. Катализатор в каждой царге зажат пружинами 4. Водородно-жидкостная смесь с избыточным количеством циркулирующего водорода 46 [c.46]

Условия массообмена в змеевиковом реакторе переменны по пути газожидкостного потока вследствие изменения его структуры при чередовании восходящего и нисходящего течений. Задача расчета массопередачи в таких реакторах осложняется тем, что этот процесс раздельно в калачах и в нисходящем потоке никем не изучался (судя по известным нам литературным источникам). Были проведены исследования [19 ] только на одной модели змеевикового реактора, выполненной из пяти труб диаметром 50 мм и высотой 2,5 м. Изучался процесс окисления сульфита натрия кислородом воздуха при = 0,25- 1,5 м/с vLWy = 0,8- 2,0 м/с. В результате этих исследований совокупные условия массообмена в восходящем и нисходящем потоке и в калачах были описаны одним уравнением [c.118]

Структура газожидкостной смеси и те1шомассоперенос при объемном кипении растворителя в реакторе рассмотрены в [17], где применительно к промышленному процессу полимеризации стирола получены согласованные результаты. [c.82]

Как видно из рис. 16, при работе установки на гудроне качество битума самое низкое. Учитывая изменения в конструкции окислительной колонны, при которой существенно изменился процесс окисления, на АО НУНПЗ были проведены промышленные исследования по определению качества получаемого битума с газожидкостным реактором на разных уровнях по высоте ко юнны. Получен[1ые результаты нриведены ь табл.8. [c.46]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология