Проведение контактно-каталитических реакций

Трубчатый реактор с неподвижным слоем катализатора. Реакторы с заполнением используются преимущественно для проведения каталитических реакций (контактные аппараты). [c.466]

Проведение контактно-каталитических реакций [c.308]

В промышленности широко используется проведение реакций в струе газа, проходящего через реактор, который может быть или пустым, играя роль только области, где поддерживается постоянная температура, или заполненным слоем зер-неного катализатора. Примерами реакций, осуществляемых в потоке в промышленных масштабах, могут служить реакции термического и каталитического крекинга нефтепродуктов, каталитического алкилирования, иолимеризации, гидро- и дегидрогенизации углеводородов, дегидратации и дегидрогенизации спиртов, гидратации олефинов, галоидирования, нитроваиия охислами азота, синтеза аммиака, получения серной кислоты контактным способом, синтеза моторного топлива н т. п. Поэтому и лабораторные опыты по изучению кинетики многих в.ажных широко применяемых в промышленности реакций проводятся также в потоке. Вследствие того, что реакции этого типа проводятся обычно при постоянном давлении и сопровождаются в большинстве случаев изменением объема участвующих в реакции веществ, уравнения кинетики этих процессов должны отличаться от уравнений, выведенных выше для условия ПОСТОЯННОГО) объема. Кроме того, и сам метод расчета кон-стаит скоростей реакций, протекающих в потоке, должен отличаться от методов расчета констант скоростей реакций,осуществляемых при постоянном объеме, так как очень трудно определить время пребывания реагирующих веществ в зоне реакции (так называемое время контакта). [c.48]

Особенности контактных аппаратов, находящих наибольщее применение в промышленности, в значительной степени зависят от конструктивного оформления теплообменных устройств и способа отвода или подвода теплоты. Примером служат реакторы с неподвижным слоем катализатора, которые могут быть использованы для проведения почти всех типов каталитических реакций аппараты с периодическим подводом и отводом теплоты аппараты с внешними теплообменниками аппараты с внутренними теплообменниками — полочные (ступенчатый теплообмен) трубчатые (непрерывный теплообмен) комбинированные. [c.487]

Каталитический способ обезвреживания газовых смесей обычно реализуют в контактном аппарате со стационарно работающим адиабатическим слоем катализатора и рекуперативным теплообменником, где происходит нагрев исходной смеси теплом прореагировавших га,зов. Для нагрева смеси до температуры начала реакции окисления при малом содержании горючих веществ требуются либо дополнительный подвод тепла, либо чрезмерно большая поверхность теплообмена, что приводит к удорожанию процесса газоочистки. Следовательно, автотермическое проведение обычных каталитических методов возможно при достаточно высоком /5-10 г/мЗ/ и постоянном во времени содержании горючих компонентов, что ограничивает применение традиционных стационарных методов каталитического обезвреживания. [c.10]

В технике часто необходимо подводить (или отводить) теплоту к газу (жидкости), текущему по трубе, которая заполнена зернистым слоем. Примером могут служить контактные аппараты для проведения каталитических реакций и аппараты для термической переработки твердого топлива. Об ычно нужно знать распределение температур в самом зернистом слое и необходимый для отвода определенного количества теплоты размер поверхности теплообмена или (при заданной поверхности) разность м ежду средней температурой газа в трубе и температурой среды, омывающей трубу снаружи. [c.127]

По состоянию катализатора реакторы для контактно-каталитических процессов могут быть разделены на следующие группы 1) аппараты с неподвижным слоем катализатора 2) аппараты с движущимся слоем катализатора 3) аппараты с кипящим (псевдоожиженным) слоем катализатора. Использование аппарата одной из перечисленных групп для осуществления реакции определяется условиями ее проведения. [c.58]

Высокие давления нашли широкое применение при осуществлении каталитических процессов. Реакции, не идущие совсем или протекающие очень медленно при атмосферном давлении, могут проходить с достаточной скоростью при высоком давлении. Примерами могут служить такие процессы, как синтез аммиака, синтез метанола и гидрирование угля (см. также книгу [59]). Одновременно с промышленным осуществлением контактных процессов под давлением непрерывно совершенствовалась лабораторная техника проведения реакций при высоком давлении. Изложенный в этом разделе материал имеет целью дать некоторое представление об основных принципах техники работы при высоких давлениях и содержит описание аппаратуры, применяющейся в лабораторных условиях для проведения каталитических реакций под давлением. При этом рассматривается аппаратура для осуществления как периодических, так и непрерывных процессов. [c.39]

Реакции (1) и (2) протекают с увеличением объема газа. Далее переработка конвертированного газа в азотоводородную смесь, а затем в аммиак проводится под давлением, поэтому ведение описанных выше процессов конверсии метана также под давлением позволяет снизить расход электроэнергии на сжатие газа в компрессорах, сократить их количество, уменьшить габариты теплообменных и контактных аппаратов и улучшить использование тепла. Следует отметить, что при проведении процесса каталитической конверсии метана под давлением требуется в соответствии с принципом Ле-Шателье повысить температуру процесса, чтобы сдвинуть в желательном направлении состояние равновесия реакции (1). [c.176]

В отдельную группу можно выделить контактные аппараты — реакторы для проведения газофазных каталитических реакций. Такие [c.251]

Проведение многих контактно-каталитических реакций, особенно в про- [c.9]

В отдельную группу можно выделить контактные аппараты — реакторы для проведения газофазных каталитических реакций. Такие реакции происходят на поверхности твердого катализатора, от величины которой зависит скорость химического превращения. Поэтому конструкции контактных аппаратов должны обеспечивать создание развитой поверхности материала катализатора. В зависимости от свойств и состояния или режима движения катализатора различают следующие типы каталитических реакторов с подвижным слоем катализатора, типа теплообменника, с ситча-тым слоем катализатора, со взвешенным слоем катализатора. [c.241]

Высота слоя катализатора в емкостном контактном аппарате определяется кинетическими параметрами процесса с учетом гидродинамики потока. Наиболее тонкий слой становится двумерным и может заменяться сеткой из каталитического материала. Это имеет место при проведении весьма быстрых реакций во внешнедиффузионной области, например при окислении аммиака до окислов азота. [c.265]

Прокаливание — одна из важных операций приготовления контактных масс. При прокаливании, вследствие термической диссоциации, получается собственно активное вещество катализатора. Условия прокаливания (температура, время, среда) в значительной степени определяют средний диаметр пор и величину поверхности, полученной контактной массы [35—37]. Прокаливание обычно проводят при температурах, райны или выше температур проведения каталитической реакции. В крупнотоннажных производствах катализаторов применяют прокалочные печи с непосредственным обогревом катализатора нагретым воздухом или дымовыми газами (в частности, вращающиеся печи), реакторы шахтного типа, взвешенного слоя и др. В малотоннажных производствах катализаторов часто используют муфельные печи с электрическим нагревом. [c.105]

Реакторы этого типа используются главным образом при работе с катализаторами, быстро теряющими свою активность. Однако в некоторых установках катализатор остается в реакторе в течение всего времени в виде псевдоожиженного стационарного слоя. Такой режим используется при проведении реакций, сопровождающихся интенсивным выделением тепла, например при каталитическом окислении. Преимущество этого метода заключается в том, что интенсивное перемешивание частиц препятствует образованию участков местного перегрева ("горячих точек") и позволяет поддерживать постоянную (+2°С) температуру по всему объему слоя. Отвод тепла осуществляется в ряде случаев охладительными устройствами контактного аппарата. [c.20]

За последние годы в химической технологии все большее развитие получают контактно-каталитические процессы, проводимые при температурах, превышающих 250°. Для успешного проведения этих процессов особенно важны правильная организация теплообмена и надежное регулирование температуры реакции. Поэтому для контактно-каталитических процессов дифенильная смесь может найти широкое применение в качестве теплоносителя в пределах температур до "380°. Так, например, она используется для обогрева конверторов при получении бутадиена из спирта (производство синтетического каучука), в производстве синтетических смол и др. [c.128]

Ход реакции, проводимой на катализаторе, зависит от многих факторов. Наиболее важными являются температура и давление, время контакта, скорость реагентов, состав исходной смеси, состав катализатора и т. д. Многообразие факторов, влияющих на процесс превращения, определяется тем, что катализаторы кроме основной могут ускорять и другие реакции, параллельные и последовательные. В результате контактно-каталитического процесса получается несколько веществ, поэтому выбор условий проведения реакции всегда служит цели получения максимального количества целевого продукта. [c.67]

Для инженера-эксплуатационника и механика в большей степени важны, вероятно, общие характеристики реакторов и особенности их конструкций. Поэтому в дальнейшем будут отдельно рассмотрены реакторы, в качестве которых может использоваться типовая аппаратура, реакторы для контактно-каталитических процессов, а также печи для проведения химических реакций, в частности пиролиза. [c.8]

Цеолитные катализаторы в различных поливалентных катионных (или декатионированных) формах используют для проведения реакций органического и неорганического цикла крекинг, гидрокрекинг, изомеризация, алкилирование, гидрирование, дегидрирование, окисление и т. д. [209—214]. В некоторых случаях они проявляют высокую активность без добавок промоторов, а в других— при нанесении на них активных компонентов. Цеолитные катализаторы термически стабильны, устойчивы по отношению к таким контактным ядам, как сернистые и азотсодержащие соединения, металлы, не вызывают коррозии аппаратуры. Развитая поверхность (до 800 м /г), способность к катионообмену и высокая механическая прочность цеолитов позволяют использовать их в качестве носителей каталитически активной массы. [c.171]

Найденные оптимальные условия контактно-каталитического метилирования бензола были использованы нами в опыте с четырехкратным проведением над контактом последовательно уменьшающихся порций бензола в смеси с метилалем. С этой целью 100 г бензола сначала подвергались алкилированию метилалем (30 г) проведением смеси этих веществ над алюмосиликатным катализатором № 4 при 525° с объемной скоростью 0,6. Не вошедший в реакцию бензол (70 г) вновь пропускался над катализатором в смеси с новой порцией метилаля (21 г) в тех же условиях. Такая операция была повторена еше два раза. Всего в этом опыте было израсходовано 72,5 г метилаля 16,3 г бензола осталось без изменения. Из 83,7 г затраченного бензола было получено 36,0 г толуола с т. кип. 108—111° и 1,4971 (выход 36,5% от теории), 7,9г ксилолов, кипевших в интервале 135— 145° с 1,4955 (выход 7,8% от теоретического) и 10,0 г полиметилбензолов, выкипавших в пределах 145 — 270°. [c.188]

Механизм срабатывания смазочного материала в таких условиях специфичен и сложен. В осциллирующем контакте, особенно при трении качения, не наблюдаются столь высокие температуры как при трении скольжения с граничной смазкой, которые инициируют химические реакции. При одноразовой системе смазки срабатывание смазочного материала развивается в нестационарных условиях и сопровождается непрерывным изнашиванием металла, что приводит к образованию центров с высокой каталитической активностью. Значительное влияние на стабильность материалов в таких условиях имеет состав окружающей газовой среды. Продукты распада смазочной среды и изношенный металл остаются в зоне трения и рядом с ней. Одним из основных вопросов в изучении механизма контактной вибростойкости является оценка роли окислительных процессов, что составляло цель проведенного исследования. [c.30]

С. В е и X е р т, А. У р б а н е к, Э. К о н. Контактный пакет для проведения каталитических реакций в газовой фазе и способ его изготовления. Польский патент № 51920. [c.36]

Прокаливание — одна из важных операций в производстве катализаторов. При прокаливании, вследствие термической диссоциации, получается собственно активное вещество катализатора н происходит его упрочнение и окончательно формируется их пористая структура. Условия прокаливания (температура, время, сырье) в значительной степени определяют средний диаметр пор и величину поверхности полученной контактной массы. Прокаливание обычно проводят при температурах равных пли выше температур проведения каталитической реакции. [c.196]

Каталитические превращения в системе газ — твердое тело (контактные процессы). Условие промышленного использования химической реакции — достижение большого выхода продукта за возможно меньшее время проведения этой реакции. Однако можно привести много примеров реакций, которые с термодинамической точки зрения должны в определенных условиях проходить с большим выходом продукта, но в действительности протекают очень медленно. Это связано с большим значением энергии активации таких реакций. [c.271]

Примеры производственных процессов и контактных аппаратов КС. Каталитический крекинг [1, 6, 7, 14—17]. Основное назначение процесса — получение высокоактивного бензина из нефтяных фракций, кипящих выше 200°С. Сырьем установок каталитического крекинга является в основном вакуумный газойль прямой перегонки нефти, выкипающий в пределах 300— 500°С. В условиях каталитического крекинга при атмосферном давлении и 400—550°С парафиновые углеводороды расщепляются с образованием более низкомолекулярных соединений, а также метана, углерода и водорода. Основная масса реакций эндотер-мична. Однако вследствие особенностей химизма процесса возможно выделение теплоты (реакции перераспределения водорода, изомеризации, полимеризации). Катализаторами крекинга являются алюмосиликаты. Коксообразование — характерная особенность процесса крекинга. Увеличение содержания углерода с 1 до 4 % ведет к понижению активности катализатора и, следовательно, выхода продуктов с 80% до 40%. Применение КС для проведения процесса крекинга позволяет просто решить задачи регенерации катализатора, который непрерывно циркулирует ме- [c.266]

Основными операциями при проведении контактно-каталитических процессов являются 1) приготовление паровой или парогазовой смеси 2) контактирование, т. е. осуществление контактнокаталитической реакции 3) обработка катализата—реакционной смеси, получившейся в результате контактирования. [c.308]

В трубчатых контактных аппаратах теплообмен происходит непрерывно и одновременно с каталитической реакцией. Катализ происходит при политермическом режиме тепловой эффект реакции частично компенсируется подводом или отводом теплоты. Аппараты с катализатором в трубах используются для эндотермических и экзотермических реакций. При проведении эндотермических реакций в межтрубное пространство аппарата подаются горячие топочные газы, омывающие трубы с катализатором. Иногда такие аппараты устроены по типу трубчатого теплообменника, заключенного в обмуровку, в трубках которого находится катализатор (рис, 109), а иногда, как пе ь, по окружности которой расположены трубки с катализатором, а в центре циркулируют топочные газы. Реагирующая газовая смесь проходит ка-тализаторные трубки противотоком теплоносителю, непрерывно нагреваясь до температуры реакции теплота отходящих топочных газов используется для подогрева реагентов и в котлах-утилизаторах. По такому принципу устроены контактные аппараты для дегидрирования бутана, каталитической конверсии метана (]-я стадия)и других процессов. При проведении экзотермических реакций в трубчатых аппаратах теплообмен производится между [c.242]

Интенсивность теплоотдачи от стационарного неподвижного зернистого слоя к стенке ограничена. Малая величина аффективного коэффициента теплоотдачи вызывает неравномерность температур по сечению контактного объема. Проведение процесса в нсевдоожи-женном слое позволяет увеличить теплоотвод. По данным Борескова и Слинько [241 ], коэффициент тенлоотдачи для процесса окисления этилена на серебре в неподвижном слое составляет 50—90 ккал1м час ° С, а для псевдоожиженного слоя — 250 ккал/.м час. На основании теоретического анализа экзотермических каталитических реакций этими авторами получено вырал енне для расчета разогревов катализаторов, не зависящих от вида кинетического уравнения и формы теплообмена. [c.137]

Каталитический способ обезвреживания газовых смесей обычно реализуют в контактном аппарате со стационарно работающим адиабатическим слоем катализатора и рекуперативным теплввбмен-пиком, где происходит нагрев исходной смеси теплом i Wearnpo-вавших газов. При малом содержании горючих веществ для нагрева смеси до температуры начала реакции окисления требуется либо дополнительный подвод тепла, либо чрезмерно большая новерхность теплообменника, что влечет удорожание процесса газоочистки. Следовательно, автотермическое проведение обычных стационарных каталитических методов возможно при содержании горючих компонентов порядка 5—10 г/м , что соответствует величине адиабатического разогрева АГад = 120—200°С. При меньших величинах адиабатического разогрева в систему вводится горючий компонент — природный газ, топливо — в таком количестве, чтобы выполнялись условия АГад 150°С. Это накладывает серьезные экономические ограничения на применимость традиционных стационарных методов каталитического обезвреживания. [c.167]

Необходимость подводить (и отводить) тепло к газу (жидкости), двигающемуся по трубе, наполненной слоем зерен, встречается в технике весьма часто. Примером могут служить контактные аппараты для проведения каталитических реакций и аппараты для термической переработки твердого топлива. Обычно нужно знать распределение температур в самом зернистом слое и требуемую для передачи данного количества тепла величину поверхности теплрдередачи или при заданной величине теплопередающей поверхности) необходимую для осуществления теплопереноса разность между средней по данному сечению температурой газа и температурой греющей или охлаждающей среды на внешней стороне трубки с зернистым слоем. [c.366]

В 1930-х годах появились первые научные исследования по кинетике реакций, протекающих в проточных системах. Начало этим исследованиям было положено химиками — специалистами в области катализа А. А. Баландиным, Г. К. Боресковым, М. Г. Слинь-ко и М. И. Темкиным (СССР), А. Ф. Бентоном (США), Э. Винтером (Германия). В 1932 г. Г. К. Боресков впервые в качестве одной из основных задач конструирования и расчета трубчатых контактных аппаратов для сернокислотной промышленности назвал обеспечение максимальной скорости процесса и максимального использования контактного объема . Отмечая отставание теории и недостаточное знание закономерностей протекания даже таких важных каталитических процессов, как окисление сернистого газа, он предложил метод проведения этой реакции в условиях не одной оптимальной температуры для всего процесса, а оптимальной кривой изменения температур, характерной для каждого процесса и катализатора . Эти пионерские исследования были продолжены в 1936—1937 гг. с целью установления оптимальных условий контактного процесса — температурного режима и состава исходной газовой смеси. Работы эти следует считать своеобразной экстраполяцией химической кинетики на ту область, которая до 1940-х годов была объектом химической технологии, как науки сугубо прикладной, лишенной права на фундаментальные исследования. [c.152]

В трубчатых контактных аппаратах теплообмен происходит непрерывно и одновременно с каталитической реакцией. Аппараты с катализатором етрг/бках используются для проведения как эндо-, так и экзотермических реакций. В первом случае в межтрубное пространство подают теплоносит ль, как правило горячие топочные газы во втором — холодную, еще непрореагировавшую газовую смесь, которая нагревается за счет тепла реакции. [c.129]

Впервые аппарат подобного типа был предложен в 1933 г. в СССР Грум-Гржимайло для контактного разложения этилового спирта на бутадиен. Реактор (рис. III. 19) состоял из двух камер — реакционной 1 и регенерационной 2. Катализатор, нагретый до температуры реакции, поступал сверху в реакционную камеру, где навстречу ему двигались пары спирта. Науглероженный катализатор пересыпался в регенерационную камеру, где продувался воздухом и за счет теплоты сгорания угля разогревался. Из регенерационной камеры он передавался в реакционную. Такой аппарат был построен, однако пустить его из-за ряда технических трудностей так и не удалось. В дальнейшем этот принцип был использован нефтеперерабатывающей промышленностью главным образом для проведения процессов каталитического крекинга, а затем и в промышленности ООС и СК для проведения разнообразных реакций. [c.95]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология