Процессы в трубчатых реакторах

При проведении процесса в трубчатых реакторах (рис. 4.74, е) существует возможность отвода теплоты непосредственно из реакционной зоны. Трубчатый реактор, по общему виду похожий на кожухотрубный теплообменник, — универсальный тип каталитического реактора. Обычно, в трубках находится катализатор, а в межтрубном пространстве циркулирует теплоноситель. Такие реакторы распространены во многих процессах основного органического синтеза (получение формальдегида, фталевого ангидрида, окиси этилена, анилина и других продуктов). Из-за затруднения отвода теплоты из внутренней части слоя, у оси трубок, размер диаметра последних ограничен. Для очень многих процессов он составляет 20-40 мм. Число трубок зависит от производительности реактора и достигает нескольких тысяч. В качестве хладагентов используют холодную и кипящую воду, высокотемпературное масло (трансформаторное), смесь расплавленных солей и др. Для обеспечения теплотой эндотермических процессов применяют горячие дымовые газы - таким образом осуществляют дегидрирование циклогексанола в производстве капролактама, конверсию метана (рис. 4.74, ж). В последнем случае реактор похож не на кожухотрубный теплообменник, а на трубчатую печь. [c.222]

Непрерывный процесс в трубчатом реакторе [c.438]

Трубчатые реакторы. Стабильность процесса в трубчатом реакторе определяется в основном величиной внутреннего диаметра трубки (ВДТ), При увеличении ВДТ конструкция реактора становится проще и возможно увеличение его мощности, но при этом ухудшается стабильность аппарата, выражающаяся, например, в увеличении параметрической чувствительности и величины динамического заброса [37, 38]. Решающими факторами при выборе максимального ВДТ для экзотермических процессов являются параметрическая чувствительность, динамические характеристики, допустимое гидравлическое сопротивление слоя катализатора, избирательность процесса п точность стабилизации входных параметров, которые определяются из анализа стационарных и нестационарных процессов в трубках разного диаметра. Для процессов эндотермических и протекающих вблизи равновесия определяющими параметрами являются, как правило, гидравлическое сопротивление и мощность аппарата. Максимальные значения ВДТ для процессов окисления метанола в формальдегид — 25 мм, окислительного дегидрирования н-бутенов — 21 мм, синтеза винилхлорида при концентрированном ацетилене — 55 мм и разбавленном — 80 мм [38], дегидратации <к-окси- [c.14]

Иа всех типов химических реакторов аппараты без смешения потока, или, как мы будем их называть, трубчатые реакторы, отличаются наибольшим разнооб-разпем. В реакторах идеального смешения содержимое реактора стараются сделать как можно более однородным при проектировании же трубчатых реакторов цель состоит в том, чтобы избежать перемешивания. В идеальном случае каждый элемент потока проводит в реакторе одно и то же время. Таким образом, процесс в трубчатом реакторе напоминает периодическую реакцию в замкнутом объеме, причем координата, отсчитываемая по направлению движения потока, выполняет функцию времени. Конечно, такое утверждение слишком упрощает картину, однако желательно пметь в виду указанное соответствие между двумя процессами. [c.253]

Численное решение системы дифференциальных уравнений, описывающей процессы в трубчатых реакторах [c.188]

Математическое моделирование процесса в псевдоожиженном слое проведено с использованием двухфазной модели [16]. Расчет показал, что при применении в -реакторе специальных внутренних устройств, разбивающих пузыри и увеличивающих коэффициент межфазного обмена, показатели процесса дегидрирования в псевдоожиженном слое не уступают показателям процесса в трубчатом реакторе, приближающемся к реакторам идеального вытеснения. [c.689]

В первом приближении можно сопоставить реальные потоки с движением в двух модельных поточных реакторах кубовом и трубчатом. Напрпмер, в печи для сжигания угля газовый поток подобен потоку в трубчатом реакторе. Уголь постепенно потребляется, и реакционная зона медленно движется в направлении газового потока. Если уголь более или менее непрерывно загружают в печь, а золу непрерывно удаляют из нее, то такой процесс близок к идеальному процессу в трубчатом реакторе. [c.39]

Необходимо различать тип реактора и характер модели, поскольку для одного и того же аппарата в зависимости от цели исследования могут быть использованы неодинаковые математические модели. Так, например, чтобы определить конечную степень превращения реагирующих веществ при экзотермическом процессе в трубчатом реакторе, часто можно применять модель идеального вытеснения для нахождения же максимальных температур в слое катализатора этого аппарата нужно использовать более сложную модель неполного смешения по радиусу и длине трубок. [c.482]

Характерная диаграмма изменения температуры с ростом степени превращения для экзотермического процесса в трубчатом реакторе при политермическом режиме представлена (на рис. 47, кривая 3). [c.84]

Рис. У-25. Изменение температуры и концентрации основного реагирующего вещества А по длине реакционной зоны при проведении процесса в трубчатом реакторе. [c.138]

Ячеечная модель. Простую двухфазную ячеечную модель можно использовать для описания изотермических процессов в трубчатых реакторах в стационарном и нестационарном режимах, когда обратным переносом можно пренебречь [258-260]. Каждое зерно - одна фаза ячейки с объемом Vp , поток вокруг зерна - другая фаза. Такая ячейка представляет собой реактор идеального перемешивания. Существенным преимуществом при математическом решении уравнений балансов является возможность последовательного решения по ячейкам. Исходя из известных входной концентрации и температуры, их значения на выходе из ячейки получаем аналитически либо численным итеративным методом. [c.177]

Процесс в трубчатом реакторе опишем следующей системой уравнений [c.206]

С чем связана трудность контроля и управления процессом в трубчатом реакторе [c.226]

I - равновесные концентрации 2 - оптимальные температуры 3 - процесс в многослойном реакторе 4, 5 - процесс в трубчатом реакторе (одинарные и двойные тр> ки соответственно) [c.448]

НО значительным. Отношение удерживающей способности к нагрузке для реакторов с мешалкой равно среднему времени пребывания частицы в реакторе . Следовательно, величина WIQ= z является важнейшим параметром процесса. В трубчатом реакторе [c.288]

Гетерогенные процессы в трубчатых реакторах без заполнения моделируются по времени пребывания компонентов в реакторе и по падению давления в нем. [c.180]

Следует отметить, что специфика процесса полимеризации этилена затрудняет проведение его исследований в лабораторном масштабе. Ниже мы рассмотрим два подхода к составлению математической модели этого процесса в трубчатом реакторе. [c.323]

Упрощенная модель, данного типа может быть использована для оценки влияния дополнительного ввода холодного этилена и инициатора в точки реактора, где достигается максимальная температура. Этот прием позволяет перевести процесс в трубчатом реакторе в частично автотермический режим. [c.327]

Гетерогенные процессы в трубчатых реакторах без заполнения моделируются по времени пребывания в них компонентов и перепаду давления. Если падение давления Ар р, где р — полное давление, [c.231]

Во Франции разработано два каталических процесса для производства газообразных непредельных углеводородов, в частности этилена, из мазутов 1) полунепрерывный процесс в трубчатых реакторах и 2) циклический каталитический процесс [41]. [c.21]

Существенно отметить, что все объекты химической технологии с распределенными параметрами (массо- и теплообменные процессы в аппаратах, построенных по принципу прямо- и противоточного взаимодействия сред, химические процессы в трубчатых реакторах, [c.108]

Мы рассмотрим задачу управления процессом в реакторе с псевдоожиженным слоем катализатора в окрестности неустой чивого стационарного режима, исследуем устойчивость распределенной системы без управления и с введенным с помощью обратной связи управлением. Аппроксимация распределенной модели проводится с помощью метода ортогональных коллокаций. Величина воздействия обратной связи определяется методом модального управления путем сдвига нескольких собственных значений соответствующей задачи в левую полуплоскость, чтобы сделать выбранный стационарный режим устойчивым. Аналогичный подход для управления раснределенпыми системами использован в [5] для реактора с неподвижным слоем катализатора с охлаждающей рубашкой и одинаковой температурой хладоагента ио длине реактора, где рассматривалась квазигомогенная модель, состоящая из системы уравнений параболического типа. В [6] нами дано управление процессом в реакторе с псевдоожи-женпым слоем катализатора. Управление процессом в трубчатом реакторе с нротпвоточным внутренним теплообменом нриведе-ио в [7]. [c.116]

Проведение процесса в трубчатых реакторах связано с рядом трудностей катализатор вываливается из какой-ни-будь трубки, и бутан начинает идти преимущественно через нее, что сразу снижает выход и селективность, так как остальные трубки перестают работать в оптимальных условиях сильное закоксовывание катализатора в отдельных трубках и прекращение движения газа по ним большой срок простоя установок при различных ремонтах. [c.70]

На основе разработанной математической модели процесса в трубчатом реакторе определены оптимальные законы изменения технологических параметров, максимизирующие селективность и производительность по целевой фракции углеводородов, которые дополняют известные зависимости информацией о взаимном влиянии технологических параметров и об их влиянии на состав суммарного продукта. В основу критерия качества положены селективность и производительность процесса. [c.59]

При анализе процессов в трубчатых реакторах используются параметрические зависимости типа с1Т/с](АК/К) — изменение температуры в зависимости от относительного изменения активности катализатора или с/Г/с/(АС/С ) — изменение температуры от относительного изменения входной концентрации. При изменении (увеличении) активности катализатора на 10% (на примере реакции окисления метанола в формальдегид) температура в горячей точке возрастает примерно на 10 °С (рис. 15, I, а), т.е. более активный катализатор может привести к появлению дополнительных проблем. Изменение максимальной тем- [c.45]

Процессы в трубчатых реакторах [c.47]

Для пилотных испытаний процесса в трубчатом реакторе был приготовлен Mn/Bi оксидный катализатор на а-АЬОз сферической формы. Поскольку окисление аммиака в закись азота сопровождается выделением значительного количества тепла, то проведение этого процесса в трубчатом реакторе возможно только Б ограниченной области входных концентраций аммиака и кислорода. Максимально допустимая концентрация аммиака на входе в реактор, при которой реализуются устойчивые тепловые режимы работы, определяется размерами единичной трубки, размерами и геометрией зерна катализатора, активностью катализатора и условиями проведения процесса. Предварительные оценки показали, что максимально возможные концентрации аммиака и кислорода на входе в трубчатый реактор составляют 4 7%(об.). [c.60]

Эффективность данного процесса в трубчатом реакторе существенно зависит от температуры реакционной смеси по длине реакционной зоны. Наиболее сильное влияние на процесс оказывают такие изменения температурного профиля и х), при которых изменяются максимальная температура процесса и величина зоны интенсивного протекания реакции. [c.111]

При опытной проверке процесса в трубчатом реакторе при 480°С и мольном отношении С4Н8 02 Н20= 1 1, 5 8 выход С Не составлял 65,7% при избирательности 75,2% (об.) [15]. Как видно из табл. 6, при аналогичных условиях в реакторе с псевдоожиженным слоем достигаются практически такие же, а в условиях использования катализатора в качестве переносчика кислорода — более высокие показатели процесса. [c.690]

Немаловажным обстоятельством при промышленном осущест-влегии процесса является необходимость поддержания оптимальной температуры при высокой экзотермичности реакции (для этилена требуется 320—350 °С, пропилен полимеризуют при 180— 240"С, изобутилен — при 130—170°С). Часть тепла аккумулируется избыточным олефином (и парафином, если его содержание во фракции значительно). Однако основную часть тепла приходится отводить за счет внешнего теплообмена, проводя процесс в трубчатом реакторе, в трубах которого находится катализатор и дви-.жется реакционная смесь. Охлаждение достигается циркулирующим через межтрубное пространство теплоносителем, в качестве [c.57]

К переменным, определяющим ход процесса в трубчатом реакторе с теплообменом, относятся [284] степень превращения ацетилена Ха (г, f) температура реактора Т(г, 2, t) температура хладагента Г (г, t), активность катализатораа(ф,2, t). [c.203]

Аппаратурно-технологическое оформление конверсии метана. Как было уже отмечено ранее, протеканию процесса способствует высокая температура. Катализатор в этих условиях весьма активен, и равновесие достигается быстро, поэтому достигаемое в реакторе превращение можно с достаточной точностью определить из равновесных данных. Конверсия метана - реакция эндотермическая тепловой эффект взаимодействия метана с водой по уравнению (6.9) = —206,4 кДж/моль и превалирует над экзотермическим эффектом другого этапа [уравнение (6.10)] 02 = +41,0 кДж/моль. Необходимую теплоту можно подвести через стенки обогреваемых труб, в которых находится катализатор и протекает реакция, т.е. осуществить процесс в трубчатом реакторе, или, как его называют, в трубчатой печи. Обогрев осуществляется сжиганием природного газа в факельных инжекционных горелках. Дымовые газы с температурой 1200-1300 К отводятся из нижней части реактора. Температура, необходимая для полного превращения метана (1300 К), органичена термостойкостью металла, из которого сделаны трубки, поэтому допускаемый нагрев не превышает значений температуры 1180—1200 К. Максимальная температура на выходе из слоя будет, естественно, ниже 1080-1100 К и превращение метана не превысит 75% (см. табл. 6.3). [c.402]

Наиболее полно сведения о гомогенном окислении низших олефинов собраны в патентах 50-х годов. Предлагается проводить процесс в трубчатом реакторе диаметром 16,6 мм и длиной 830 мм. Рабочее давление 2—7 ат, температура 400—600 С, время пребывания реакционной смеси в обогреваемой зоне < 1 сек, С2Н4 О2 = 60. [c.196]

На практике повышение Го достигается увеличением теплообмена между потоками, входящими в реактор и выходящими из него. Этот прием применяется для проведения автотермических процессов в трубчатых реакторах при синтезе МНз, конверсии СО,, окислении ЗОг и т. п. Таким образом, при присоединении теплообменника экзотермические реакторы могут работать автотермически. [c.48]

Система уравнений ( 1.227), ( 1.228) дает, конечно, лишь идеализированное описание процесса в трубчатом реакторе. Источником неустойчивости реального процесса могут быть, как показано в гл. , п. 5, затруднения с радиальным переносом тепла, приводящие к скачкообразному изменению стационарного режима процесса при превыщенин максимально допустимого диаметра трубки. Это явление частично учитывается в системе ( 1.227), ( 1.228), так как малой теплопроволности [c.297]

Эту реакцию осуществляют в виде непрерывного процесса в трубчатом реакторе, используя в качестве растворителя ди( )енилдифенило-вый эфир. Прямой выход продукта невелик, но с учетом возврата исходных веществ — вполне удовлетворителен. Для синтеза инсектицида хлордана (IV) необходим гексахлорциклопентадиен П. Сначала его-получали в промышленных масштабах действием на циклопентадиен 1 водным гипохлоритом натрия. Однако оказалось, что при прямом высокотемпературном хлорировании продукт получается лучшего качества и с более высоким выходом. Гексахлорциклопентадиен II образует с малеиновым ангидридом так называемую ХЕТ-кислоту VIII, образующую полимеры, которые добавляют к краскам для повышения их огнестойкости. [c.248]

На рис. 17 дана схема типичного процесса в трубчатом реакторе для нитрования бензола до монопитробензола [6]. Кислотную смесь и бензол подают в трубу, по которой течет рециркулирующая нитромасса. Весь поток жидкостей перегоняется по системе центробежным насосом, в котором в значительной степени проходит реакция. Система вклйчает кожухотрубный теплообменник / после теплообменника эмульсия попадает в промежуточный резервуар 4, из которого часть ее идет в сепаратор, а большая часть —на рециркуляцию. Рециркуляция позволяет легче поддерживать температурный режим процесса и иметь лишь небольшие изменения в составе нитромассы. [c.129]

При описании реактора вытеснения приходится считаться с осевой и радиальной диффузией, а также с неидеальным характером течения жидкости в ламинарном и турбулентном потоке Эти вопросы достаточно хорошо изучены , и для расчета полимеризационного процесса в трубчатом реакторе могут быть использованы готовые модели, в частности модель Шухмана и др. [c.347]

Промышленные каталшические процессы в трубчатых реакторах болыпой [c.44]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология