Адиабатические реакционные устройства

Адиабатические реакционные устройства [c.315]

При высокой экзотермичности и больших температурных коэфициентах внутренняя циркуляция в аппарате может даже несколько повышать общий к. п. д. адиабатических реакционных устройств. Внутреннее перемешивание делается целесообразным, когда [c.321]

При дегидрировании в одну ступень перегретый пар с температурой около 750 °С и смесь паров этилбензола с водяным паром при 560 °С поступают в верхнюю часть реактора. После смесительного устройства 9 и распределительного устройства 8 смесь при 640°С проходит через слой катализатора сверху вниз. Реакционные газы выходят из нижней части реактора с температурой около 590 °С. Таким образом, в одноступенчатом адиабатическом реакторе процесс дегидрирования протекает с отклонениями от оптимальной температуры до 50°С. [c.119]

Увеличение числа установок гидрокрекинга и их суммарной мощности привлекли внимание исследователей к изучению физико-химических закономерностей процесса. Действительно, большинство реакционных устройств для проведения гидрокрекинга в одну или две ступени представляет собой многосекционные адиабатические аппараты с промежуточными вводами водород-содержащего газа. Определение оптимального распределения объемов катализатора по секциям, потоков сырья и водородсодержащего газа не может быть выполнено обычными методами физического моделирования и требует проведения точных количественных расчетов на основе изучения химизма процесса, его кинетических закономерностей, термодинамических параметров. [c.353]

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]

Таким образом, во всех практических случаях принципиальна возможно ведение процессов тремя различными методами изотермическим, адиабатическим и политропическим Эти наименования при-нимаются и в дальнейшем для характеристики температурных режимов в реакционных устройствах. [c.15]

Ранее рассматривавшаяся термодинамическая классификация методов ведения химических преврашений может быть положена также в основу анализа конструктивных особенностей реакционных устройств. При таком принципе типизации оказываются только две группы аппаратов —адиабатические и политропические. К первой относятся все пустотелые реакционные колонны. Вторая, более обширная, Труппа включает различные варианты блокирования аппаратов первого типа с включением промежуточных теплообменников колонны, снабженные внутренними холодильниками, размещенными непосредственно в зоне катализа многотрубные и кожухотрубчатые реакторы пластинчатые контактные аппараты реакторы змеевикового типа, а также различные сочетания теплообменных конструкций с пустотелыми колоннами большого диаметра. [c.268]

В тех случаях, когда процесс может вестись в широком диапазоне условий в системах разных типов, в качестве эталона для сравнительной оценки целесообразно выбирать адиабатические реакторы с оптимальным соотношением диаметров и высот. Для того чтобы показать влияние размеров колонн и их конструктивных особенностей на каждый из перечисленных критериев, ниже дается краткая характеристика основных типов реакционных устройств. [c.278]

Условия работы каждой адиабатической секции политропических схем аналогичны описанным для чисто адиабатических аппаратов. Однако ввиду того, что в отдельных ступенях происходит сравнительно небольшое углубление процесса, перепады температуры в них получаются значительно меньшие и, как следствие, среднеэффективные температуры возрастают, приближаясь к /оп. В результате термодинамические к. п. д. политропических реакционных устройств со ступенчатым регулированием должны быть значительно выше, чем у адиабатических схем, и увеличиваются при повышении частоты теплоотвода, стремясь в пределе к показателям эталонных реакторов, т. е. к TJt = 1 [c.323]

Как указывалось в п. 3 8 главы II и п. 5 2 главы III, при этом возможна работа и со стационарными и с движущимися теплоагентами. В первом случае реакции ведутся в циклично действующих аппаратах регенеративного принципа. Примерами их являются газогенераторы пиролиза нефтепродуктов и адиабатические реакторы Удри для дегидрирования бутана. Коэфициенты полезного действия этих реакционных устройств сравнительно низки, так как время прямого использования их составляет всего 50% и нередко даже 33,3% от общего при невысоких термодинамических к. п. д. в основном рабочем цикле. На эффективность реакторов существенное влияние оказывают а) длительность циклов и б) весовые соотношения катализаторов и теплоаккумулирующих материалов. [c.382]

Как уже отмечалось, в зависимости от способа подвода или отвода тепла в реакционном устройстве тепловой режим может быть изотермическим, адиабатическим или политермическим. [c.118]

Реакционные устройства классифицируются по следующим признакам по характеру действия - периодические и непрерывные в зависимости от направлений потоков реагентов или катализаторов — прямоточные, противоточные и ступенчато-противоточные в зависимости от гидродинамических особенностей — аппараты идеального вытеснения, идеального смешения и частичного смешения по термодинамическим признакам — реакторы изотермические, адиабатические и политропи-ческие по назначению — реакторы риформинга, каталитического крекинга, гидрокрекинга, регенераторы, коксовые камеры, реакционные змеевики печи пиролиза и т.д. [c.621]

Для реакторов с фильтрующим слоем катализатора, работающих в адиабатическом режиме, в случае отсутствия теплообменных устройств конечную температуру реакционной смеси <кон можно определить по заданной начальной температуре нач [c.115]

Расчеты показывают, что, несмотря на высокую экзотермичность процесса хлорирования БК ( =-184 кДж/моль), тепловой режим в зоне протекания реакции проблем не вызывает. Даже при адиабатическом режиме работы трубчатого турбулетного реактора-хлоратора (без теплосъема) возрастание температуры в зоне реакции АТ, определяемое из соотношения AT=qAП/ pp (q- тепловой эффект реакции хлорирования, кДж/моль АП - количество образующегося продукта, моль/м Ср - средняя теплоемкость реакционной смеси, кДж/кгтрад, р- средняя плотность среды, кг/м , при хлорировании БК (12-15%-й раствор) молекулярным хлором в трубчатом аппарате, работающем в оптимальном режиме идеального вытеснения в турбулентных потоках, не превышает 3 1°. Другими словами, можно считать, что процесс протекает в квазиизотермических условиях и не требует внешнего или внутреннего теплосъема, а также специальных перемешивающих устройств. [c.345]

При ступенчатом регулировании распределение температур в отдельных реакционных секциях (лишенных теплообменников) определяется рассмотренными уже ранее зависимостями для чисто адиабатических устройств. [c.119]

Технологическая схема газофазного нитрования пропана азотной кислотой (производительность установки 5000 т нитропарафинов в год) приводится на рис. 26. Азотную кислоту из емкости 1 насосом 2 под давлением впрыскивают в реакционное пространство нитратора 3 через форсунки, расположенные в трех-пяти точках по высоте аппарата. Нитратор представляет собой цилиндрический аппарат адиабатического типа, не имеющий теплообменных устройств. Размещение форсунок и подачу кислоты регулируют так, чтобы затраты тепла на испарение и разложение азотной кислоты компенсировались теплом, выделяющимся при реакции. Такой способ введения азотной кислоты в нитратор позволяет обеспечить большой избыток углеводорода по отношению к кислоте во всем объеме реактора, предотвратить возможность образования взрывоопасных смесей, перегревов и слишком глубокого окисления. Пропан поступает в реактор из емкости 4 через испаритель 5 и подогреватель 6. [c.127]

Установки [100] состоят в основном из реакционной секции, снабженной адиабатическими реакторами и устройствами для быстрого охлаждения, из секции дегазации и выделения бутадиенового концентрата и из секции очистки бутадиена. [c.476]

В каждом слое реактора происходят в основном адиабатические процессы, поэтому оптимальный уровень рабочих температур в таком реакторе поддерживают при помощи теплообменных устройств, расположенных между слоями, путем добавления инертного вещества или рецикла части потока реакционной массы. [c.584]

Технологическая схема газофазного нитрования пропана азотной кислотой изображена на рис. 91. Процесс осуществляется в цилиндрическом аппарате 2 адиабатического типа, не имеющем теплообменных устройств. Тепло реакции расходуется на нагревание исходного углеводорода и испарение азотной кислоты, которую впрыскивают в реакционное пространство через форсунки, расположенные в различных точках по высоте аппарата. Этим дости- [c.476]

Технологическая схема газофазного нитрования пропана азотной кислотой изображена на рис. 89. Процесс осуществляется в цилиндрическом аппарате 2 адиабатического типа, не имеющем теплообменных устройств. Тепло реакции расходуется на нагревание исходного углеводорода и испарение азотной кислоты, которую впрыскивают в реакционное пространство через форсунки, расположенные в различных точках по высоте аппарата. Этим достигается большой избыток углеводорода по отношению к кислоте во всем объеме реактора, предотвращается возможность образования взрывоопасных смесей, перегревов и слишком глубокого окисления. [c.417]

Нгзокотенпературная конверсия используется как стадия подготовки углеводородного сырья к высокотеыпературнов паровой конверсии в процессе производства водорода. Цель ниэкотенпературной конверсии - получение газа, стабильного по составу и не содерха-щего гомологов метана. Эта стадия осуществляется в адиабатическом реакционном устройстве. [c.46]

Изотермические зоны простых политроиических систем частично или полностью могут заменяться адиабатическими секциями. Таким образом получаются сложные полнтропические реакционные устройства. [c.136]

В нашем докладе О некоторых кинетических методах расчета реакционных устройств мы не касались многих важных вопросов, связанных с расчетом реакторов. Например, нами не рассмотрен тепловой расчет реактора, расчет реакторов при проведении процесса в адиабатических условиях, при осложнении процессов диффузионными явлениями, для нестационарных процессов, процессов в псевдоожиженном слое и с движуш пмся катализатором. Этим докладом мы хотели заинтересовать проектантов теорией расчета реакторов. В настоящее время мы располагаем кинетическпм методом, который позволяет количественно и теоре гически обоснованно решать многие вопросы, интересные для проектантов. Поэтому, ставя такой доклад, мы преследовали цель не только на простых примерах показать возможности применения кинетического метода, но главным образом узнать от проектантов интересующие их вопросы и возникающие у них трудности. Это позволило бы важную область теории расчета реакторов обеспечить научно обоснованными методами расчета и, следовательно, создавать аппаратуру, позволяющую проводить любой процесс в оптимальных условиях. [c.60]

Применяемые в промышленной практике схемы реакционных устройств с точки зрения термодинамических и конструктивных признаков классифицирования могут быть разделены на адиабатические и п )ли1ропические с непрерывным или ступенчатым теплообменом. Изотермические системы отдельно не выделяются, поскольку в заводских условиях всегда имеются некоторые колебания температур в зоне реакции, что не позволяет причислить их к этому типу . Чисто аниабатические реакционные системы применяются сравнительно редко, а именно при невысоких тепловых эффектах осуществ/1яемых превращений. [c.29]

Особое положение занимают змеевиковые реакционные устройства. Их, как правило, нет смысла применять для экзотермических про-дессов . Эндотермические некаталитические превращения, протекающие при сравнительно высоких температурах, начинают итти уже во время предварительного нагрева сырья и тем самым змеевиковые подогреватели приобретают значение нагревательно-реакционных устройств. Однако последние зачастую целесообразно сочетать с адиабатическими камерами, что будет освещено в следующих главах. [c.311]

Фиг. 110. Термодинамические к. п. д. адиабатических и политропических реакционных устройств со ступенчатым регулированием прг разных кинетических и тепловых характери стиках процессов и температурным коэфици-, ентом f i = onst = l,2.

При термических и гомогенных реакциях чисто адиабатические схемы практически неосуществимы ввиду того, что в процессе предварительного нагрева происходит частичное превращение сырья. В этих случаях может производиться теплоизолирование только той или иной части зоны реакции, что приводит к одному из вариантов сложных политропических схем, сочетающих нагревательно-реакционные устройства с адиабатическими секциями в конечных стадиях реагирования. [c.353]

Совмещение несколысих реакций, направленных на получение одного и того же целевого продукта. При получении многотоннажных продуктов требуется, как правило, подводить большое количество тепла или отводить его из реакционных устройств, что представляет сложную задачу В процессах, требующих подвода тепла, как правило, в дальнейшем возникает задача утилизации тепла нагретых продуктовых потоков. При осуществлении же экзотермических реакций требуется отводить значительное количество тепла. Вместе с тем, в одном аппарате можно проводить, по крайней мере, две реакции, имеющие противоположные теплоты, т. е. одна из них должна протекать с подводом тепла, а другая — с его отводом. В этом случае условия их протекания в реакторе приближаются к адиабатическим. Степень приближения условий процесса к адиабатическим зависит от теплоты каждой из реакций если они равны, то будет наблюдаться адиабатический режим. Добиться адиабатического режима можно и при разных значениях теплот реакций, если имеется возможность менять производительность по отдельным реакциям. Подобная организация значительно снижает теплоту суммарного процесса и сокращает энергию на его проведение. [c.240]

Различная упаковка слоя катализатора в аппарате приводит к неравномерному распределению двухфазной газожидкостной смеси по слою катализатора, усиливая потоки в различных участках реакционной зоны и тем самым уменьшая поверхность контакта реагирующих фаз и выход качественно обработанных нефтепродуктов. Наряду сэтим при движении жидкого потока около зерен образуются струйные и отрывные течения, что приводит также к пространственной неоднородности. Устранить указанные явления можно, лишь добиваясь оптимальных технологических и конструктивных решений. Необходимо учитывать плотность орошения — газосырьевую нагрузку на слой катализатора, использовать контактно-распределительные и фильтруюгцие устройства, а также увеличивать слой катализатора, не создавая при этом значительных перепадов давления. Высокие экзотермические эффекты повышают перепад температур по высоте аппарата, что способствует активизации нежелательных вторичных реакций. Для снижения перепада температур применяют ввод холодного водорода в перегретые зоны с одновременным секционированием аппарата и приближением каждой секции к адиабатическим условиям. [c.402]

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]

Как показано в разделе 4.1, в неподвижном слое катализатора, работающем с периодическим изменением направления подачи реакционной смеси, может установиться температурный режим, при котором разность Гтах Тщ мбжду макйимальной температурой в слое и начальной температурой свежей смеси намного превосходит величину адиабатического разогрева смеси при полной (или равновесной) степени превращения. Это происходит из-за того, что тепло реакции выделяется главным образом в зоне высоких температур, а периодические переключения направления движения газа как бы запирают эту зону внутри слоя. Предложенный нестационарный способ по сравнению с традиционными стационарными дает возможность создания оптимальных условий для осуществления обратимых экзотермических реакций в одном слое катализатора без сооружения промежуточных теплообменных устройств. Кроме того, этим способом можно перерабатывать слабокопцентрированные газы без их предварительного подогрева. [c.106]

Аммиак синтезируют преимущественно в реакторах большой единичной мощности с адиабатическими слоями катализатора. Степень использования реакционного объема в них достаточно высока, но п в наиболее ком пактных колоннах до 35% объема занимают теплообменники, а также устройства для байпасирования и газораспределения. Условия работы реактора, близкие к оптимальным, [c.210]

В политропических системах могут применяться все перечисленные типы конструн.ций. Адиабатические схемы выполняются главным образом в,виде пустотелых реакционных колонн, не имеющих теплообменных устройств. [c.29]

При применении ступенчатого регулирования процессы проводятсх 8 нескольких последовательно установленных адиабатических секциях или колоннах, не отличающихся по конструкциям от рассмотренных в 3. При определении весовых характеристик систем с трубчатыми или змеевиковыми межсекционными теплообменниками для посторонних теплоагентов необходимо учитывать затраты металла на изготовление регулирующих устройств. Это несколько осложняет анализ, но не влияет на общие выводы по конструкциям собственно реакционных колонн, для которых остаются в силе заключения, сделанные по чисто адиабатическим реакторам. [c.289]

Кроме адиабатических слоев ка ализатора контактный-аппарат включаез различные теплообменные устройства для отвода тепла реакционных смесей меаду слоями катализатора По способу промежуточного охлаждения полочные контактные аппараты подразделяются на аппараты [c.140]

Этерификацию при катализе сульфокатионитом ведут в колонном реакторе со сплошным слоем катализатора, так как отсутствие теплового эффекта делает теплообменные устройства ненужными. Реакция протекает в жидкой фазе, причем при синтезе эфиров низших спиртов для повышения степени конверсии кислоты применяют избыток спирта. Одна из возможных схем (рис. 69) включает адиабатический реактор с насадкой (суль-фокатионит), экстракционную колонну, в которой из реакционной массы извлекают водой избыточный спирт (и непревра-щенную кислоту), и отпарную колонну для отгонки спирта, возвращаемого на реакцию. Вода, подаваемая на экстракцию, тоже рециркулирует из системы выводят только небольшое количество реакционной воды, из которой регенерируют непревращен-ную кислоту. Эфир-сырец, выходящий с верха экстракционной колонны, очищают ректификацией. [c.206]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология