Катализатор синтеза стационарный

Второй метод основывается на циркуляции через стационарный слой катализатора синтез-газа и масла. Теплота реакции в этом способе отводится в основном маслом, которое имеет значительно более высокую теплоемкость, чем газ, охлаждается вне реактора и возвращается в цикл. Следовательно, здесь имеется прямой теплообмен. Используемое масло является фракцией продуктов синтеза. Часть теплоты реакции может отводиться за счет испарения масла, что зависит от температурных Пределов ки,пения выбранного масла [57]. Обычно масло подбирается с таким расчетом, чтобы за счет испарения отводилась примерно половина тепла реакции. [c.116]

Синтез над катализатором, приготовленным из окалины проката, и промышленным аммиачным катализатором в стационарном слое протекает, по данным Холла, на газе с соотношением СО Нг = 1 2, при температурах 260—320°, под давлением [c.527]

Разработано несколько способов производства углеводородов, отличающихся технологическими параметрами синтез в газовой фазе над стационарным катализатором и во взвешенном слое катализатора, синтез в жидкой фазе со стационарным и с суспендированным катализатором. Характеристики этих процессов сведены в табл. 30, заимствованную из обзора Нефедова и Эйдуса [61. [c.137]

В стационарном состоянии суммарную скорость процесса синтеза аммиака лимитирует вторая реакция. При взаимодействии азота с водородом катализатор служит переносчиком электронов. Активность катализатора зависит от его окислительно-восстановительного потенциала и работы выхода электронов. Чем выше восстановительная способность катализатора (отдача электронов), тем активнее катализатор. По-видимому, при отсутствии растворенных ионов железа (дефектов) синтез аммиака не идет, несмотря на наличие металлического железа, так как само по себе железо не является катализатором синтеза аммиака. [c.153]

Нг сырье для органического синтеза в виде непредельных углеводородов и кислородсодержащих соединений [71, 145, 155]. Для синтеза непредельных углеводородов Сг—С4 [155] или смеси жидких и газообразных олефинов [156—161] рекомендуются Fe-катализаторы в стационарном или псевдоожиженном слое с добавкой к исходному газу галоидов, галоидводородов, органических галоидных соединений. Катализаторы промотируют галогенидами железа или щелочного металла [161 , свинцом [162, 163] серой (0,02-0,5 вес.%) [156, 164, 165]. у Ьйн - [c.17]

Рис. 42. Изменение степени восстановления катализатора синтеза аммиака бородинским углем с течением времени в стационарном (1) и кипящем (2) слоях при 960° С

Изучение физико-химических основ восстановления и окисления различных контактов позволило установить, что контакты на основе сплавных 1 атализаторов синтеза аммиака могут быть использованы для получения водорода из водяного пара при температурах порядка 900°С. При этих же температурах аммиачные контакты как мы их будем называть, после окисления могут быть восстановлены не только водородом, окисью углерода и их смесями, но и такими малореакционноспособными топливами, как ископаемые угли, коксы и метан. Для изучения физико-химических условий длительного попеременного восстановления ж окисления одной загрузки контактов при стационарных условиях было исследовано четыре аммиачных контакта, приготовленных на основе катализаторов синтеза аммиака типа ХТЗ-53, ГК-Звт, ч-5 и ГК-2. После предварительных испытаний катализатор ГК-2, показавший наименьшую производительность по водороду, подробно не исследовался. [c.118]

Для промышленной реализации процесса предложены реакторы со стационарным и кипящим слоем катализатора. В стационарном слое катализатора реакторный блок состоит из двух ступеней — реактора дегидратации метанола и реактора синтеза бензина. Такое разделение облегчает отвод тепла. Через 20 сут работы катализатор требует регенерации. [c.339]

При гидрировании эфиров и кетонов на стационарном промышленном катализаторе при температуре 170—250° С и давлении 200—300 атм или па суспендированном меднохромовом катализаторе получается 95,0% спиртов, 0,5% сложных эфиров, 0,3% кетонов и 4,2% углеводородов. Гидрирование может быть также осуществлено на катализаторе синтеза. [c.105]

Выще показано, что активными в реакции образования тиофена из различных тиоэфиров являются только сульфиды металлов и ряды активности сульфидных катализаторов в этих реакциях одинаковы. Из рис. 89, 92 следует, что активность катализаторов синтеза тиофена из диэтилсульфида, дибутилсульфида, тиофана, бутилмеркаптана также увеличивается с уменьшением энергии связи серы с поверхностью. Для всех реакций значение коэффициента а положительно, это свидетельствует [235] о том, что лимитирующий этап реакций связан с разрывом связи сера — катализатор. Энергии активации указанных реакций образования тиофена из различных соединений близки (табл. 69). Данные позволяют заключить, что механизм образования тиофенов из олефинов, алифатических и циклических тиоэфиров и меркаптанов одинаков. Наиболее трудная стадия — взаимодействие углеводородного фрагмента с серой, находящейся на поверхности катализатора. Восстановление стационарного содержания серы в результате взаимодействия обедненного серой катализатора с сероводородом, а также остальные стадии процесса, такие как распад тиоэфира по —S связям, дегидрирование углеводородных фрагментов и их димеризация или изомеризация, стадии адсорбции и десорбции, происходят значительно быстрее. [c.186]

Если ранее при стационарном катализаторе на 1 кг железа подвергалось превращению 0,5 м /час синтез-газа, то в случае суспендированного катализатора на 1 кг железа подвергается превращению 2,5— 4,5 газа, что составляет пяти-девятикратное увеличение скорости [c.119]

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]

Тепло, выделяющееся при синтезе из окиси углерода и водорода, может быть эффективно снято непосредственным теплообменом между реакционной смесью и маслом, циркулирующим через стационарный слой железного катализатора. В ходе первоначальных исследований по съему тепла маслом [271], проводившихся в Германии фирмой И. Г. Фарбениндустри и в США Горным бюро, были выявлены некоторые трудности при осуществлении такого процесса. Эти трудности связаны со спеканием частиц катализатора, что в свою очередь вызывало неравномерное распределение тока газа и жидкости в слое катализатора, перегревы, повышение сопротивления и перепада давления, разрушение катализатора. Эти осложнения частично были преодолены путем повышения линейной скорости охлаждающего масла, достаточного для обеспечения легкого непрерывного движения каждой гранулы железного катализатора (обычно плавленый и восстановленный магнетит) [7]. [c.528]

Для размеров зерна катализатора 1 х 2 и 5 х 5 мм установлено, что при температурах ниже 240° С скорость образования метанола практически не изменяется при одинаковых параметрах процесса. Это позволяет считать, что синтез метанола протекает в кинетической области. Внутридиффузионное торможение начинает сказываться при температуре выше 260° С и только в период повышенной активности катализатора (первые 100—150 часов работы). В стационарном режиме при температуре выше 260° С оно практически не сказывается. Значение скорости реакции подсчитывают по формуле [c.328]

Синтез формальдегида осуществляется на основе метанола либо каталитическим окислением в паровой фазе, либо последовательным окислением и дегидрированием [114]. Каталитическое окисление смеси паров метанола и воздуха проводится в стационарном слое катализатора при атмосферном давлении. Так как метанол и воздух образуют взрьшоопасные смеси при концентрации 6—37% (об.) метанола пр температуре 60 °С, то промышленные процессы ведутся при концентрациях метанола около 50% (об.) В двухстадийном процессе используется серебряный катализатор, и обе реакции протекают одновременно [c.263]

В реакторе со стационарным кипящим слоем (СКС) газ проходит снизу вверх с линейными скоростями 10—60 см/с, вычисленными для пустого реактора в условиях реакции синтеза. Слой катализатора расширен, но из реактора не уносится, а остается в нижней половине реактора, как показано на рис. 4. На установках Сасол в течение многих лет работали пилотные реакторы СКС с внутренним диаметром 5 см. Несмотря на более высокие отношения количества газа к количеству катализатора, конверсия в этих реакторах выше, чем в промышленных реакторах Синтол . Крупный опытный реактор СКС, работавший в США (Браунсвилл, шт. Техас) в начале 50-х гг., был сначала признан непригодным для использования из-за низкой конверсии, что связывали с неудовлетворительным распределением катализатора в кипящем слое [10]. Однако, считая такие реакторы перспективными, специалисты фирмы Сасол исследовали в больших плексигласовых моделях характеристики кипящего слоя своего тяжелого железного катализатора. Совместно с компанией Баджер были разработаны эффективные насадки для распределения газа. Также было найдено [11], что распределение катализатора в потоке газа существенно улучшается при добавлении порошка древесного угля. Впоследствии был разработан опытный образец реактора высокого давления, пуск которого намечался на 1983 г. [c.169]

Пилотные установки Сасол использовались при давлениях до 80 атм как было установлено, конверсия не зависит от давления. Однако подача сырья и рециркулируемый поток всегда возрастают пропорционально увеличению давления. Поэтому при повышении давления от 20 до 80 атм должно происходить четырехкратное увеличение скорости образования углеводородов. При проведении реакции в пилотном реакторе с внутренним диаметром 5 см трудностей с теплообменом не возникало. Следовательно, реакторы со стационарным кипящим слоем катализатора перспективны для повышения скоростей подачи синтез-газа. [c.169]

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]

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]

По поводу механизма синтеза метанола на медьсодержащих катализаторах нет единого мнения. Так, авторы работ [8, 9] считают, что процесс протекает по схеме СОа СО СНзОН. Однако исследования [10] показали, что более вероятен такой механизм СО СОз СНзОН, Если учесть, что реакция СО СОа протекает гораздо быстрее, чем собственно синтез, то для математического моделирования стационарных и квазистационарных процессов на поверхности катализатора можно, по-видимому, с одинаковым успехом пользоваться кинетическими моделями, описывающими каталитический процесс как по первому, так и по второму механизму. [c.218]

Технологическая схема синтеза высших спиртов из окиси углерода и водорода приведена на рис. 8.3. Смесь СО и Нг поступает в колонну синтеза I со стационарным слоем железного катализатора. Реакция осуществляется при температуре 160—190 °С и давлении 20—24 ЛШа. Жидкие продукты синтеза отделяются в сепараторе 2 от непрореагировавщего синтез-газа и поступают на гидрирование [c.254]

В настоящее время новые установки синтеза углеводородов гидрированием окиси углерода по Фишеру — Тропшу работают над железным катализатором вместо кобальтового и под давлением 10—25 ат.. Новые высокопроизводительные процессы синтеза над стационарным железным катализатором (разработанные совместно фирмами Рурхеми и Лурги) или на взвешенном в масле железном катализаторе (фирма [c.9]

В Германии после войны продолжение работ привело к разработке двух систем синтеза с железным катализатором. Первая из них — это система фирмы Рурхеми — Лурги со стационарным катализатором, получившая уже реализацию на заводе в Южной Африке, и вторая — это система фирмы Рейн — Прейссен, использующая жидкую фазу с шламообразным катализатором. Теплота реакции и в том и в другом случаях отводится при помощи размещаемых в реакторе теплоотводящих поверхностей. [c.69]

В США опробованы в промышленном масштабе процесс в псевдо-ожиженном слое катализатора (метод кипящего слоя) и в полупромышленном масштабе другие жидкофазные процессы. В одном из них используют шламообразный катализатор, а тепло реакции отводится циркуляцией, заполняющей реактор жидкой фазы через выносной холодильник. В другом процессе используют стационарный катализатор, а тепло отводится циркуляцией масла через реактор и выносной холодильник. Циркулирующее мйсло и синтез-газ пропускают через реактор с такими скоростями-, чтобы катализатор в нем все время находился в легком движении и не слеживался. [c.69]

В последнее время значительный интерес вновь привлекают работы на стационарных катализаторах. Недавно разработан процесс, в котором циркулирующее масло и синтез-газ пропускают через слои гранулированного ст ациопарного катализатора, все время находящегося в слабом движении. При этом процессе получают более значительные выходы дизельной фракции и парафина по сравнению с процессом с псевдоожиженным слоем железного катализатора. Кроме того, уменьшается нежелательное образование метана и этана. [c.75]

В рассматриваемом лроцессе используют суспендирсванный в масле порошкообразный железный катализатор. Суспензия поддерживается в постоянном движении вследствие барботажа синтез-газа. В реакторе размещается теплоотдающая поверхность, интенсивность теплоотдачи в условиях процесса значительно превышает достижимую в старом процессе Рурхеми, местные перегревы, ведущие к метанообразованию и отложению углерода, практически исключаются. Допустимая объемная скорость в 4—8 раз превышает объемную скорость на стационарном катализаторе. Разгрузка катализатора и пуск системы на свежем катализаторе производятся очень легко. Катализатор не регенерируют. [c.118]

Сравнение реакционных устройств для синтеза над стационарным кобальтовым катализатором и жидкофазного синтеза над железным катализатором (по схеме Кольбеля) 59 [c.120]

Крупная установка синтеза по Фишеру—Тропшу над железным стационарным катализатором построена в Южной Африке (Сасолбург). Газ на этой установке очищают цо новому способу, разработанному в последние годы германскими фирмами. Все шрисутетвующие в газе примеси, включая углекислоту, удаляют под давлением и при низкой температуре за одну операцию. В качестве поглотителя в этом известном как ректизол-процесс методе используют метанол [73]. [c.128]

Прежние исследовательские работы Фишера и его сотрудников, а также немецких промышленных исследовательских лабораторий [27 к], ограничивались разработкой процессов с применением кобальтовых катализаторов в реакторах со стационарным слоем катализатора. В связи с относительно узким интервалом рабочих температур при синтезе на кобальтовых катализаторах, не говоря уже о высокой стоимости и дефицитности кобальта, начиная с 1943 г., основное внимание было обращено на изучение возможности промышленного применения железных катализаторов. Исследовательские работы по использованию кобальтовых катализаторов фактически прекратились, если не считать небольшого количества патентов, касающихся применения флюид-техники к процессу синтеза иад кобальтовыми катализаторами [10, 18, 23]. Однако основные технологические проблемы, возникающие при осуществлении процесса синтеза на кобальтовых катализаторах, сохранились и при применении железных катализаторов. Высокая экзотермичность реакции и необходимость быстрого отвода выделяющегося тепла во избежание нежела- [c.526]

Недостаточная активность железного плавающего катализатора побудила испытать для процессов деалкилироваиия высших фенолов более активные стационарные катализаторы. Это направление в настоящее время привлекает наибольшее внимание. При использовании таких катализаторов давление и температуру понижали до таких пределов, чтобы не восстанавливался целевой продукт — фенол. Так, например, при гидрировании смолы, рбразующейся при синтезе фенола кумольным методом, в составе которой содержится 2-(п-окси-фенил)-2-фенилпропан, на катализаторе WSj - -NiS на AljOg для сохранения образующегося фенола (выход 23,5%) температуру понижали до 275 °С, а давление до 50 кгс/см. [c.205]

Схема синтеза винилацетата из этилена в газовой фазе изображена на рис. 133. Смесь свежих и рециркулирующих этилена и уксусной кислоты подогревают в паровом нагревателе /, смешивают со свежим кислородом и иодают в трубчатый контактный аппарат 2 со стационарным слоем катализатора, находящегося в [c.452]

Синтез углеводородов по Фишеру и Тропшу при умеренных условиях необратим и сопровождается очень большим выделением тепла (165—205 кДж, или 39—49 ккал, иа каждую группу СНг в полученном углеводороде). Лучшим катализатором оказалось более теплопроводное и дешевое железо, промотированное 0,5% КгО и эффективно работающее при 220—320 °С и 1,5—2,5 МПа. Имеются два варианта процесса — со стационарным и с псевдоожиженным катализатором, причем в обоих случаях организована эффективная система теплоотвода с охлаждением кипящим водным конденсатом и генерированием пара высокого давления. [c.526]

Устойчивость колонн синтеза аммиака с внутренним теплообменом. Число стационарных состояний и их свойства можно найти по методу, примененному для анализа стационарных режимов в зерне и в слое катализатора. Аналогичная задача об устойчивости колонн синтеза решена В. И. Мукосеем Он провел численный анализ системы уравнений знаковой модели колонны синтеза и построил зависимость конечной температуры реакционной смеси от начальной (рис. ХУ-35). Как видно из рисунка, имеются области начальных температур, для которых суш,ествует одна или три температуры на выходе из колонны и соответственно одно или три стационарных решения (рис. ХУ-Зб). Верхняя кривая отвечает норхмальному режиму (/ к), средняя —неустойчивому, а >лижняя кривая (Тд ) не представляет практического интереса. Анализ устойчивости колонн синтеза аммиака методом исследования параметрической чувствительности выполнил В. С. Бесков [c.520]

Основными этапами при разработке реактора и САУ является построение математического описания процессов в реакторе, теоретическая оптимизация, качественный анализ описания, выбор типа реактора и исследование его статических и динамических свойств, определенне основных технологических и конструктивных характеристик реактора, выбор каналов управления, поиск оптимального управления и, наконец, синтез САУ. Значения многих технологических параметров и конструктивных характеристик реактора, как, например, диаметр трубки, размер зерен катализатора, в значительной мере определяющих стоимость, надежность и гидравлическое сопротивление реактора, должны выбираться с учетом реально возможного качества работы САУ. Таким образом, уровень и стоимость системы САУ могут влиять на аппаратурно-технологические решения процесса, а для реакторов, обладающих пониженной стабильностью, целиком определить эти решения. Так, неустойчивость оптимального стационарного режима приводит к частым срывам на высокотемпературный или низкотемпературный режим. Система управления реактором возвращает этот режим в окрестность неустойчивого ста-циоиарного состояния, процесс в целом оказывается нестационарным, рыскающим в окрестности этого состояния. [c.21]

Математические модели нестационарных процессов в реакторе. Легко подсчитать, что количество возможных моделей процессов в неподвижном слое катализатора равно нескольким сотням. Однако используя приведенные выше неравенства, выделяющие основные факторы и определяющие поведение темперйтурных и концентрационных полей в реакторе, легко построить узкую существенную модель процесса в целом. Так, для процесса окисления SO2 в SO3 в реакторе с адиабатическими слоями катализатора нестационарный процесс в первом слое должен описываться моделью, учитывающей градиенты температур и концентраций внутри зерна катализатора, в последующих слоях процесс в зерне достаточно представить моделью идеального перемешивания по теплу стационарные режимы во всех слоях удовлетворительно описываются моделью идеального вытеснения стационарный режим для процесса синтеза винилхлорида в трубчатом реакторе описывается квазиго-могенной моделью, учитывающей перепады температур по радиусу трубки, а для описания нестационарных процессов в реакторе не обходимо учитывать и перепады температур внутри зерна. [c.73]

Здесь приведены результаты математического моделирования процесса синтеза аммиака в нестационарном режиме и сравпение их с характеристиками процесса, работающего в традиционном стационарном режиме. Как следует из рис. 6.4, аппарат состоит из двух слоев катализатора основного Аг и вспомогательного Ау. [c.160]

Влияние размеров зерен катализаторов. Первоначально изучалось влияние размеров зерен йз на характеристики стационарных режимов процесса синтеза аммиака. Расчеты выполнялись для первого слоя двухполочного аппарата со временем контакта 0,064 с. Скорость фильтрации реакционной смеси, пересчитанная на нормальные условия, 4,56 м/с. При увеличении размеров зерна катализатора с 5 до 10 мм степень превращения на выходе из первого слоя уменьшалась с 13,2 до 9,7%, что связано с уменьшением степени использования внутренней поверхности зерна катализатора, обусловленного наличием диффузионного торможения. Температурные градиенты внутри зерна в стационарном режиме невелики и в зоне максимальных температур градиентов по слою не превышают 1 (для зерна 2 мм) и 3°С (для 5 мм зерна). Для зерна катализатора размером 10 мм температурный перепад в зерне достигает 6°С в стацпонарном режи.ме. Однако перенос тепла внутри зерна не оказывает заметного влияния на характеристики стационарного процесса. Например, были выполнены расчеты стационарного режима (для зерна 2 мм) и 3°С (для зерна 5 мм). Для зерна катализатора проводности Яз = 0,5-10 ккал/(м с град). При этих значениях параметров в зерне образуется перепад температур между поверхностью и центром 6° (если зерно находится в зоне максимальных температурных градиентов по длине слоя). На выходе из первого слоя двухполочного реактора оптимальная степень превращения достигала 2 = 9,7% аммиака, а температура Г = 474°С. Для изотермического зерна катализатора выходные характеристики первого слоя составляли соответственно 2 = 9,6% и Г = 472°С. Таким образом, при расчетах стационарных режимов зерна катализатора можно считать изотермическими. [c.212]

Однофазный Двухфазный Гомогенная газовая Гомогенная жидкая Жидкость — жидкость Газ — жидкость Газ —твердый катализатор Стационарный Термический крекинг, внсбрекииг, пиролиз Гидролиз, процессы конденсации Алкнлироваипе, диокса-новый Синтез Окисление, сульфирование, гидроформилиро-вание Гидроочистка, каталитический риформинг [c.100]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология