Реактор синтеза аммиака

Рис. 1У-14. Схема реактора синтеза аммиака конструкции ГИАП

Уравнение материального баланса реактора синтеза аммиака имеет вид [14] [c.59]

В. М. Померанцев, Оптимальное проектирование реакторов синтеза аммиака и метанола с внутренним теплообменом. Хим. иром., № 8, 605 (1964).] Максимальная температура в реакторах, охлаждаемых со стенки, рассматривается в статье [c.302]

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]

Раздел IX.6. См. разделы в общих руководствах и приведенных работах Кьера, посвященные реакторам с внутренним прямо- н противоточным теплообменом. Реактор синтеза аммиака рассматривается в статьях [c.302]

Сначала рассматривают вариант IV, поскольку тогда решается принципиальный вопрос об использовании математической модели при автоматической оптимизации. В данном случае могут использоваться как активные, так и пассивные методы поиска оптимума на объекте. Известно, что химико-технологические процессы, — как объекты управления — (в том числе и рассмотренные два реактора синтеза аммиака) обладают такими динамическими свойствами по сравнению со статическими свойствами возмущающих воздействий, что пассивные методы поиска оптимума фактически не применимы. Остаются активные методы поиска (экстремальные системы). Ниже будет показано, что и эти методы прямого поиска на объекте не дают нужного экономического эффекта из-за динамических свойств объекта управления и статических свойств возмущающих воздействий. [c.369]

Различные типы конструкций не исключают друг друга. При очень высоких давлениях применяются и кованые, и многослойные, и витые, и сварные конструкции. При высоких температурах часто требуется теплоизолирующая футеровка, чтобы снизить температуру металлических стенок и, следовательно, их толщину. Стенки можно также охлаждать, пропуская через кольцевое пространство у стенки холодную реакционную смесь, поступающую в реактор (например, так охлаждаются стенки в реакторах синтеза аммиака), или при помощи внешнего охлаждения. [c.354]

Рис. Х1-8. Реакторы синтеза аммиака (характеристики см. в табл. 79) а—конструкция Габера-Боша б—то же N. Е. С. а—то же Уде г—то же Фаузера д—ТО же Казале в—то же Клода /—электроподогреватели 2—трубки с катализатором 5—теплоизоляцня теплообменники 5—холодный баДпас б—катализатор 7— теплообменинк с двойными трубками парогенератор термопара.

Рис. 1У-15. Схема противоточного реактора синтеза аммиака конструкции ГИАП 22

Некоторые типы реакторов синтеза аммиака показаны на рис. Х1-8 (емг =акже табл. 79). Они имеют общую особенность, предусмотренную еще Бошем в первом построенном им реакторе [c.360]

Рис. 1У-25. Схема реактора синтеза аммиака с радиальным движением газов 227

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]

Итак, можно сформулировать автономную задачу управления реактором синтеза аммиака необходимо максимизировать концентрацию аммиака на выходе из реактора синтеза аммиака с помощью и 2 при меняющихся возмущениях. Решение этой задачи подробно рассмотрено в [215]. [c.356]

Отметим две модификации реакторов с неподвижным слоем катализатора, к которым применимы развитые ниже методы расчета. Иногда каталитические реакторы с внутренним теплообменом выполняют в виде кожухотрубных теплообменников, но катализатор размещают не в трубках, а в межтрубном пространстве. Так конструируют реакторы для высоких давлений, где важно эффективное использование объема аппарата, в частности реакторы синтеза аммиака и метанола. [c.29]

Следовательно, создать идеально оптимальный реактор невозможно Тем не менее, в некоторых реакторах синтеза аммиака в зонах, удаленных от входа, удалось получить достаточную степень приближения к оптимальному режиму, что дало заметное повышение производительности установок [5]. [c.149]

Известны два основных конструктивных решения внутренней части реактора синтеза аммиака на неподвижном слое катализатора. [c.324]

Показатели различных реакторов синтеза аммиака (рис. XI-8) [c.362]

Бесков В. С., Устойчивость и оптимальные технологические схемы реакторов синтеза аммиака. Хим. пром., Хз 3, 202 (1968). [c.183]

На рис. 1У-44 показана конструкция реактора синтеза аммиака, в котором часть слоя находится в неподвижном состоянии, а часть — в псевдоожиженном. Свежий газ поступает в реактор сверху, протекает по зазору между наружным и внутренним корпусами и попадает в нижний теплообменник, в котором подогревается выходящими газами. Из теплообменника газ проходит [c.355]

Рис. IX.7. Свойства функций чувствительности трубчатого реактора синтеза аммиака с уточнением модели (-) и без такого (—---).

Сравнение результатов расчетов, приведенных в таблице, показывает, что при периодическом управлении температурой реакционной смеси на вх де в реактор синтеза аммиака производительность слоя катализатора значительно возрастает. Для достижения тех же показателей, что и в нестационарных условиях, в стационарном режиме необходимо увеличение времени контакта в 1,5 раза. [c.141]

Рис. IX.9. Система управления реактором синтеза аммиака по температурному полю с помощью управл1пощей вычислительной техники

Реактор синтеза аммиака может быть выполнен в различном оформлении [13] В противоточном трубчатом реакторе смесь проходит в катализаторной коробке по трубкам снизу вверх, а в катализаторном пространстве — сверху вниз. [c.59]

Лэлагодаря правильной организации теплообмена в промышленных реакторах синтеза аммиака на выходе из аппаратов достигается концентрация аммиака от 13 до 15% при давлении 300 ат. Это значительно выше, чем возможно при адиабатическом процессе, даже в случае равновесия. Аналогично организован процесс окисления двуокиси серы (см. рис. Х1-9)г температура регулируется при помощи внутреннего или внешнего теплообмена (рис. Х1-10). В настоящее время окисление ЗОа проводят в многослойных контактных аппаратах с промежуточным охлаждением между слоями катализатора.—Дсп. ред.] [c.362]

Другая конструкция реактора синтеза аммиака, предложенная Боресковым и Слинько, представлена на рис. IV-45. Свежий газ входит в реактор снизу, проходит по кольцевому пространству вверх и после входного теплообменника направляется по змеевику вниз, охлаждая в промежутках между ступенями псевдоожиженного слоя газ, идущий вверх. [c.356]

Структура системы управления показана на рис. IX.9. Более подробно с этой системой управления можно познакомиться в работе [2151. Здесь мы коснемся только вопросов стабилизации рассчитанного оптимального режима реактора. Задача стабилизации может быть сформулирована следующим образом необходимо синтезировать такую систему стабилизации температурного режима в реакционной зоне реактора синтеза аммиака, которая приводила бы к минимуму следующий интеграл путем вариации заданий регуляторам [c.365]

Рассмотрим теперь задачу стабилизации температурного режима реактора синтеза аммиака, которая следует из необходимости обеспечить найденный оптимальный режим реактора. Задача автоматической оптимизации этого реактора была сформулирована выше. [c.365]

На практике часто применяют комбинацию этих вариантов. Так, на двух примерах (статическая оптимизация трубчатого и многослойного реактора синтеза аммиака) показано, в каком варианте могут решаться проблемы автоматической оптимизации. Задача статической оптимизации трубчатого реактора синтеза аммиака подробно рассмотрена в [215]. В принципе такая же задача оптимизации стоит и при управлении многослойным реактором. [c.369]

В работах Ван Хеердена выполнен расчет реактора синтеза аммиака (автотермический процесс). Упрощенная схема реактора представлена на рис. [c.299]

Выбор конструкционных материалов осложняется, когда перечисленные воздействия сопутствуют друг другу. Кроме того, в последнее время требования к материалам, используемым в химической технологии, повысились по двум причинам. Во-первых, значительно шире стали применять экстремальные воздействия, такие, как сверхвысокие и сверхнизкие температуры и давления, ударные и взрывные волны, ионизирующие излучения, биологические ферменты. Во-вторых, переход к аппаратам большой единичной мощности по производству основных химических продуктов создает исключительно сложные проблемы в изготовлении, транспортировке, монтаже и эксплуатации подобных установок. Например, на современном химическом предприятии можно видеть контактные аппараты для производства серной кислоты диаметром 5 м, содержащие до 5000 различных труб, реакторы синтеза аммиака и ректификационные колонны высотой более 60 м. [c.175]

Рис. 1У-13. Схема реактора синтеза аммиака с охлаждаемой верхней и неохла-ждаемой нижней частью

Рис. 1У-19. Схема многоступенчатого реактора синтеза аммиака фирмы Раизег — Моп(еса1ш1 со змеевиковым охлаждением 22

ПРОГРАММЫ РАСЧЕТА РЕАКТОРОВ СИНТЕЗА АММИАКА [c.184]

Программы расчета реакторов синтеза аммиака 185 [c.185]

Реактор синтеза аммиака, работающий при 550 °С и 33 МПа, загружен 6000 кг катализатора. Какова производительность этого катализатора, если установка производит 93 т/сут аммиака [c.130]

СИД железа, содержащий в качестве промоторов оксид алюминия, кальций, калий и, вероятно, немного оксида кремния. В патентной литературе в качестве промотора предлагается также оксид церия. Если это окажется усовершенствованием катализатора, то оно будет единственным за последние 75 лет. Но это не тот рекорд, которым могут гордиться каталитики. В настоящее время процесс ведут иод давлением лишь 2000 фунт/дюйм , тогда как на первых заводах во время второй мировой войны оно составляло 5000 и даже 12 000 фунт/дюйм . Аммиак является одним из основных продуктов химической промышленности его мировое производство составляет 70 млн. т в год. Большая часть аммиака идет на производство удобрений, значительную часть его перерабатывают в азотную кислоту и нитраты. Реактор синтеза аммиака очень похож на реактор синтеза спиртов (рис. 1—3). Более подробную информацию об этом можно найти в гл. 4 т. 3. [c.124]

Краснушкпн П. В., Дильман В. В., Сергеев С. П. Влияние профиля скоростей в слое каталпзатора на производительность реактора синтеза аммиака,—Хим. пром-сть, 1980,. № 1, с, 41—42, [c.142]

Ниже представлены основные технологические характеристики реактора синтеза аммиака, работающего в режиме реверса реакционной смеси (Г = 40°С = 66% = 22%, скНд = 2% содержание инертов 10 /о) [c.216]

Рис. IV-24. Схема реактора синтеза аммиака под давлением 1000 ат фирмы laude 22

Программы должны быть (внешне) настолько гибкими и общими, насколько это разумно. Специальные случаи должны определяться самой программой и надлежащим образом обрабатываться, чтобы потребителю не пришлось распознавать эти специальные случаи, Имеются тем не менее ограничения на степень гибкости и общности программы, определяемые не столько существенными трудностями, сколько соображениями об эффективности затрат и легкости использования, — эти ограничения не следует нарушать. Например, тогда как имеется преимущество в совместном рассмотрении в одной программе реакторов высоко- и низкотемпературной конверсии СО вследствие множества общих данных и частого практического использования их в комбинации, явно нецелесообразно комбинировать в одном блоке проектный расчет реакторов синтеза аммиака и кон-верспи СО — это было бы просто расточительством памяти и времени центрального процессора. [c.178]

С другой стороны, существуют программы расчета снижения давления в слое катализатора, определения размеров реакторов синтеза аммиака, определения минимальной стоимости корпуса и т. д., т. е. программы, связанные с механическими аспектами проектирования реакторов. Так как они по необходимости используют конкретный практический опыт, то и представляют менбший общий интерес. Однако их важность для решения проблемы проектирования реакторов несомненна. [c.193]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология