Синтез аммиака отвод тепла реакции

Как уже отмечалось в предыдущей главе, реакторы с неподвижным слоем также могут быть адиабатическими. В других случаях тепло реакции может отводиться или подводиться через стенку реактора. В аппаратах с неподвижным слоем стенка не всегда соответствует стенке трубы. Например, в реакторе синтеза аммиака катализатор помещен между множеством узких трубок, параллельных оси большой трубы (диаметр 1,5 м) эта труба и является в данном случае трубчатым реактором . Такое устройство реактора дает возможность регулировать температуру по всему сечению аппарата, а не только по его периметру. При этом предположение об однородности условий но всему сечению реактора становится более оправданным. Мы будем исследовать только стационарные режимы такого рода одномерных реакторов, для которых единственной независимой переменной является расстояние от входа в реактор. Более сложные задачи связаны с чрезвычайными математическими трудностями и до сих пор изучены плохо. Действительно, в то время как реактор идеального смешения описывается алгебраическими или трансцендентными уравнениями в стационарном режиме и [c.255]

С переходом на кипящий слой задача отвода тепла, представляющая значительную трудность в реакторах с неподвижным слоем, упрощается ввиду высокого коэффициента теплообмена между слоем и стенкой охлаждающей рубашки. По данным различных исследователей при высоких давлениях эта величина составляет 100 ккал град) и более. Температуру в первой секции реактора с псевдоожиженным слоем (реакция синтеза аммиака) можно поднять до 535—545°С, если температура газа на входе не превышает 450°С. Для получения заданной степени превращения температуру в реакторе следует понижать, а тепловыделение использовать для подогрева свежего газа. По ориентировочным расчетам, производительность реактора синтеза аммиака можно повысить на 40—50% за счет приближения профиля температур к оптимальному. [c.354]

Для получения кинетических. данных наиболее простой путь — осуществление изотермической р аботы интегральных конверторов, так как это ограничивает число переменных и облегчает интегрирование. Однако на практике изотермическая работа редко осуществляется, особенно для реакций с высокими тепловыми эффектами,вследствие ограничений в отводе тепла. Эти ограничения имеют большое значение, потому что плохой контроль за потоком тепла, приводящий к небольшим температурным градиентам в слое, может вызвать очень сильный эффект, поскольку скорость реакции экспоненциально зависит от температуры. При исследовании экзотермических реакций обычно применяют адиабатические трубные реакторы. Система температурного режима осуществляется таким образом, чтобы предотвратить утечку тепла через стенки реактора. Следовательно, профиль температур развивается вдоль длины реактора, размеры последнего зависят от теплоты реакции, теплоемкости реакционной среды и кинетики реакции. Полномасштабные заводские конверторы вследствие низкого соотношения поверхности и объема обычно работают адиабатически, и поэтому адиабатические- конверторы небольшого размера могут быть полезны для испытания на длительность пробега или для моделирования промышленной производительности. Эти конверторы могут работать либо на уровне полупромышленного масштаба, либо как пилотные установки. Адиабатические реакторы в настоящее время применяются для моделирования полномасштабных промышленных условий таких реакций, как высокотемпературная и низкотемпературная конверсия окиси углерода, реакция метанирования и синтез аммиака. [c.56]

Поскольку реакция сильно экзотермична, необходимо принять меры для отвода тепла, С этой целью обычно применяют внутренний теплообменник типа, используемого при синтезе аммиака. Для синтеза метанола можно использовать такой же реактор, как и для синтеза аммиака, заменив лишь катализатор и синтез-газ. Однако при синтезе метанола в реакторе не должно быть углеродистой стали, иначе будет образовываться летучий карбонил железа и реактор будет разрушаться. Поэтому реакторы для синтеза метанола изготавливают из нержавеющих сплавов /7/. [c.228]

Реакция синтеза аммиака - обратимая экзотермическая, поэтому необходим отвод тепла из реакционной зоны, чтобы температура была близка к оптимальной теоретической - кривая 2 на рис. 5.46. Это реализуют или в трубчатом реакторе с охлаждением, или в многослойном реакторе с промежуточным теплообменом. Схемы реакторов показаны на рис. 5.47. [c.448]

Реакция метанирования экзотермична тепло, выделяющееся при ее проведении, отводят перед сжатием газа для подачи его в секцию синтеза аммиака по Казале. Газ поступает в реакторы Казале под давлением 492 ат. [c.32]

Последующие промышленные испытания, проведенные на ряде азотных заводов в пяти агрегатах синтеза аммиака, показали, что колонны, загруженные катализатором по нашему способу, всегда работали с высокой производительностью [57] однако в ряде случаев выходили из строя раньше положенного времени, из-за трещин в корпусах верхних теплообменников, появляющихся в результате местного перегрева катализатора. Это убедительно свидетельствовало о том, что теплообменники, рассчитанные на работу с крупными кусками малоактивного катализатора, не справлялись с отводом большого количества тепла, выделяющегося в результате интенсивного протекания синтеза аммиака на активном мелкозернистом катализаторе. Стало очевидным, что для более полного использования потенциальных возможностей мелкозернистого катализатора необходимо было создавать новые конструкции теплообменников с интенсивным теплообменом в зоне реакции и особенно в первой половине катализаторной коробки, где процесс протекает весьма интенсивно и сравнительно далеко от равновесия. Конструктивные решения этой задачи могут быть разные. Одна из возможных конструкций насадок такого типа была создана в. ГИАПе совместно с Лисичанским комбинатом. Насадка, снабженная катализатором зернения 4—6 мм, испытывалась в 1960—1962 гг. в колонне № 6 Лисичанского химического комбината нижняя часть насадки была загружена кусками 8—10 мм. [c.31]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология