Реактор промышленный, разработка

Первые промышленные установки каталитического риформинга появились в 40-х годах и предназначались для облагораживания прямогонных бензиновых и лигроиновых фракций. Разработка и освоение в последующие годы ведущими фирмами мира различных модификаций процесса каталитического риформирования (процессы платформинг, магнаформинг, ультраформинг, пауэр-форминг и др.) значительно изменили технологию переработки углеводородного сырья и ассортимент получаемых продуктов. Были усовершенствованы схемы технологических процессов, появилось новое высокопроизводительное оборудование, разработаны более совершенные катализаторы. Повышенная активность и избирательность катализаторов позволила увеличить производительность существующих установок. Технологические усовершенствования процесса риформинга в последние годы, помимо разработки новых катализаторов, велись в направлениях снижения гидравлического сопротивления реактора, перехода на полунепрерывную и непрерывную регенерацию катализатора. [c.3]

Значительные резервы повышения производительности катализатора заключены в оптимальном выборе пористой структуры, размера н формы зерен катализатора. Как подбор катализатора, так и оптимизация его пористой структуры и размера зерен представляют важнейшие начальные этапы при решении глобальной проблемы разработки промышленного каталитического процесса. Оптимальность промышленного реактора обычно определяется экономическим критерием, в который наряду с многими факторами, влияющими на рентабельность процесса (например, производительность реактора по целевому продукту, селективность процесса, себестоимость одного или нескольких целевых продуктов, эксплуатационные затраты и т. п.), входят также параметры, характеризующие пористую структуру катализатора, размер и форму зерна. На эти переменные могут быть наложены ограничения, определяемые условиями эксплуатации и технологией приготовления катализаторов. Оптимальный выбор способа приготовления катализатора, при реализации которого формируется заданная микроструктура катализатора, составляет одну из основных стадий всей процедуры принятия решений при разработке промышленного контактно-каталитического процесса. [c.119]

После второй мировой войны продолжалось усовершенствование процесса. Имеются сообщения, что благодаря применению в качестве катализаторов силикатов щелочных металлов и боратов, а также реакторов улучшенной конструкции удалось получить почти количественные выходы продукции [40]. Этот процесс, согласно опубликованным сведениям, находится в стадии промышленной разработки в США. [c.345]

Прн получении ответов на эти вопросы осуществляют расчет реактора и разработку стратегии управления, при которой целевые продукты производятся с заданной скоростью и наименьшими затратами. Основные соображения, положенные в основу настоящей книги, заключаются в том, что такие вопросы можно решать не частными, а общими методами поэтому содержание монографии ограничено рассмотрением общих вопросов, относящихся к химическим реакторам. Сначала исследуется изотермический процесс в модельных реакторах нескольких типов. Затем рассматриваются различные более сложные процессы, в которых учитывается движение потока в промышленных реакторах, тепловые эффекты реакции, условия перемешивания реакционной смеси и экономические требования. [c.11]

Проточные интегральные реакторы, обычно заполненные катализатором трубки, аналогичны аппаратам, применяемым в промышленности, и по условиям своей работы близки к ним. Это имеет существенное значение в прикладных исследованиях, когда кроме чисто химических и расчетных данных необходимо выявить технологические особенности процесса, получить образцы целевого продукта, сведения о длительности работы катализатора и качества целевого продукта и т. п. Поэтому стадия модельной установки с проточным реактором является практически необходимой в разработке промышленных гетерогенно-каталитических процессов. Целесообразно использовать эти реакторы для получения данных по кинетике, необходимых для расчета и проектирования промышленных реакторов. При применении современной машинной вычислительной техники постановка опытов на проточных интегральных реакторах может дать большой объем информации, позволяющий составить математическое описание процесса с большой степенью надежности и тен самым решить задачу перехода от лабораторного или пилотного реактора к промышленному любой схемы и конструкции, в том числе и к оптимальному. [c.402]

На рис. У-26 показан одноканальный реактор, в котором процесс горения стабилизуется керамической вставкой, расположенной в реакционной зоне зз Испытания реактора на крупной лабораторной установке показали, что при такой стабилизации обеспечивается нормальное горение с факелом малой длины. Однако эту конструкцию трудно моделировать — при разработке реакторов промышленной [c.190]

На протяжении многих лет он являлся членом Пленума высшей аттестационной комиссии Министерства высшего и среднего специального образования СССР, был председателем научного совета но проблеме Теория реакторов и разработка комплексных химических процессов при Академии наук Азербайджанской ССР, членом научного совета по катализу при Академии наук СССР и научного совета Катализ и его применение при Государственном комитете ло науке и технике Совета Министров СССР. Кроме того, он являлся членом постоянной комиссии СЭВ по экономическому и научно-техническому сотрудничеству в области химической промышленности. [c.9]

Современные промышленные процессы каталитического крекинга возникли не сразу. При их разработке были преодолены значительные трудности и разрешены многочисленные вопросы. К основным из них относились подбор активных, стойких и достаточно легко регенерируемых катализаторов разработка конструкций реакторов для проведения процесса крекинга углеводородов создание регенераторов для выжига кокса, отлагающегося [c.5]

Следующий этап в разработке нового процесса — вычисление размеров аппаратов. Определение этих размеров основывается на методах расчета аппаратуры для проведения единичных типовых процессов (известных из инженерной химии), на методах расчета реакторов (известных из теории промышленных химических про- [c.12]

Такие научные дисциплины, имеющие важное значение в химической технологии, как гидравлика, теплопередача, массопередача, дают много соотношений между соответствующими параметрами процесса. Эти соотношения позволяют осуществлять проектирование промышленной аппаратуры при помощи ограниченного количества опытных данных. Проявляется большой интерес и прилагается много усилий для разработки подобных обобщений также и в области химических реакторов, однако из-за сложности этой проблемы здесь не удалось пока достигнуть значительных успехов. Следовательно, как правило, приходится главным образом основываться на данных конкретных экспериментальных исследований. [c.339]

Значительная часть предыдущего изложения была посвящена принципам и методам, которые полезны при проектировании реакторов путем перехода от процессов, осуществляемых в малых масштабах, к промышленным процессам. В настоящей главе будут рассмотрены вопросы, которые не затрагивались раньше, но являются интересными и важными при разработке методов моделирования. В каждом отдельном случае могут быть применены те или иные методы моделирования, как индивидуальные, так и общие. Опишем кратко эти методы следующим образом. [c.340]

Разработка катализаторов Циглера — Натта вступает в следующую стадию при введении гомогенных систем для производства изотактического полипропилена. Ранние работы с гомогенными системами не привели к созданию приемлемой в промышленности каталитической системы. Однако гомогенная система, обладающая активностью и показателем стереорегулярности на уровне нанесенных гетерогенных катализаторов, была бы очень привлекательна для промышленности. Она исключила бы многие трудности, присущие гетерогенной системе, такие, как неоднородность по эффективности, истирание частиц, необходимость точного измерения условий работы реактора. В принципе может быть найдена гомогенная каталитическая система, эффективная в производстве изотактического полимера в количествах, необходимых промышленности, и тогда развитие катализаторов Циглера — Натта достигнет новой вершины. [c.218]

Несмотря на возрастающую роль многофазных жидкостных реакторов в химической и нефтехимической промышленности, степень разработки вопроса остается пока недостаточной. Это объясняется не только общей сложностью задачи, но и определенными недостатками в методах изучения и описания отдельных сторон процесса, та7 пх как закономерности формирования и гидродинамика двухфазных систем, условия массообмена между фазами и т. д. Поэтому степень обоснованности и надежности расчета различна для разных вариантов процессов и конструкций реакторов, что не могло не отразиться на изложении материала книги. Хотя специфика жидкостных реакторов проявляется больше всего в реакторах с многофазными потоками, однако для общности в книге рассмотрены и реакторы с однофазным потоком. Авторы сосредоточили внимание на рассмотрении отдельных сторон общих процессов в реакторах п взаимосвязи отдельных факторов, определяющих их протекание, прежде всего—на взаимосвязи скорости химической реакции и скорости процессов переноса. Менее специфическим вопросам авторы уделили меньшее внимание, отсылая читателя к соответствующим литературным источникам. [c.3]

Как и всякая прикладная наука, инженерная химия гетерогенного катализа должна строиться в соответствии с теми практическими задачами, которые она призвана решать. В данном случае это разработка гетерогенно-каталитических процессов для химической промышленности. При этом могут разрабатываться как новые, ранее не освоенные химико-технологические процессы, так и различные модернизируемые варианты существующих промышленных производств. В общем случае разработка каждого каталитического процесса состоит из трех этапов 1) выбор катализатора, 2) выбор режима процесса и 3) выбор реактора. В отдельных случаях задача может быть ограничена одним или двумя этапами. [c.6]

Химическая кинетика, как и термодинамика, является теоретической базой химической технологии. Поэтому состояние и достижения науки в области кинетики и катализа в значительной степени определяют технический уровень производства в химической промышленности. Для разработки высокоэффективных реакторов и процессов необходимо прежде всего найти кинетические уравнения, описывающие процесс, константы скоростей реакций и зависимость их от различных факторов. Нужны высокоэффективные селективные катализаторы. Решение этих задач осуществляется на базе законов химической кинетики. На современном этапе развития теории химической кинетики центральной является проблема зависимости реакционных свойств химической системы от строения атомов и молекул [c.521]

Типы промышленных реакторов весьма разнообразны. Это вполне естественно, если учесть длительное развитие этой области техники и сложность химических процессов. Иногда выбор типа аппаратуры определялся удобством его применения в данных конкретных условиях и закреплялся традицией. Здесь имели иногда значение личные вкусы изобретателей, не сдерживаемые достаточно большими познаниями в соответствующей области технологии. Кроме того, до разработки жаропрочных и коррозионностойких сплавов выбор конструкции и условий проведения процесса ограничивался свойствами конструкционных материалов. Это иногда случается и в настоящее время. УЙнтересными примерами самого различного аппаратурного оформления одних и тех же процессов являются реакторы окисления сернистого ангидрида, синтеза аммиака и окисления аммиака, применявшиеся в различное время (см. рис. Х1-8, XI-10 и XI-18). Указанные примеры далеко не единственные. [c.353]

Целью данной работы является разработка методики расчета процесса в зернистом слое катализатора с учетом пространственных неоднородностей в рамках квазигомогенной модели, а также исследование их влняния на качество работы промышленного адиабатического реактора окисления метанола в формальдегид. [c.57]

В заключение следует заметить, что аппаратурное оформление процесса гидрогеиолиза должно позволять варьировать его параметры в сравнительно широких пределах температуру в реакторах— за счет создания запаса поверхностей нагрева, время контакта — путем применения дозировочных насосов с регулируемой производительностью, модуль водорода — созданием запасов мощности компрессора и поверхностей подогревателей водорода и т. д. В этом случае оптимизация процесса гидрогеиолиза не представит особых трудностей, и задачу можно переложить на управляющую вычислительную машину (при условии разработки надежного математического описания промышленного процесса). [c.142]

В химической и смежных с ней отраслях промышленности сейчас появилось много различных реакторов, предназначенных для осуществления химических превращений в системах газ—жидкость. В нарастающем темпе проводятся исследования и разработка новых конструкций этих аппаратов. При такой ситуации назрела необходимость привести в определенную систему все разнообразие газожидкостных реакторов, что позволило бы специалистам, работающим в этой области, выступать с единых терминологических позиций. [c.6]

Одним из лидеров в разработке систем каталитического крекинга является компания ЮОПи, по технологии которой сооружено более 210 промышленных установок (из них 140 находятся в эксплуатации, в том числе 25 установок перерабатывают остаточные виды сырья). На 70 действующих установках используются новейшие достижения современные устройства распределения сырья, оконечные устройства лифт-реактора, холодильники катализатора. За период с 1990 г. по технологии ЮОПи сданы в эксплуатацию 15 новых установок ККФ, среди них установки крекинга высокой единичной мощности при переработке дистиллятного сырья -4,4 млн т/год (НПЗ в США), при переработке остаточного сырья -4,0 млн т/год (НПЗ в Индонезии). [c.135]

Совокупность экспериментальных сведений формирует банк данных для разработки опытно-промышленных пластинчато-каталитических реакторов очистки отходящих газов. [c.180]

При промышленной разработке метода наиболее трудной задачей являлось создание условий для предотврагцения образования свободного углерода. Первый полузаводской реактор , построенный в Советском Союзе в 1934 г., представлял собой футерованную изнутри цилиндрическую камеру с тремя слоями никелевого катализатора (рис. 111-6, а). Смесь коксового газа или метановой фракции с водяным паром, подогретая до 400° С, поступала в верхний пустой объем / реактора, куда подавали обогаш,енный кислородом воздух. Здесь из-за длительного времени пребывания и малой линейной скорости газовая смесь воспламенялась еш е до поступления ее на катализатор, что неизбежно вызывало образование тонкодисперсного углерода вследствие термической диссоциации метана при температуре пламени1100° С. Образующийся углерод частично оседал на катализаторе, основная же часть его уносилась из реактора с конвертированным газом. [c.112]

Рассмотрим, в какой же мере достоверно описывает процесс простая одномерная модель В частности насколько однородны условия по сечению реактора Терни и другие исследователи (см. библиографию на стр. 301) нашли, что в случае частиц неправильной формы небольшое увеличение пористости слоя вблизи стенки исчезает уже на расстоянии от стенки, равном одному диаметру частицы, и доля свободного объема остается постоянной до центра слоя. В слое частиц более правильной формы доля свободного объема, начиная от стенки реактора, быстро уменьшается, а затем приближается к среднему значению, совершив два-три затухающих колебания. Например, для цилиндров в слое, имеющем диаметр, который в 14 раз превышает диаметр частицы, доля свободного объема на расстоянии 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 и 3,0 диаметра частицы от стенки реактора может быть равна соответственно 0,15 0,31 0,20 0,27 0,22 и 0,25, причем средняя пористость составляет 0,25. Очевидно, неоднородность несущественна в слое частиц неправильной формы или при очень большом отношении диаметра слоя к диаметру частицы. Торможение потока у стенки компенсирует влияние большой локальной пористости слоя, поэтому наиболее высокие скорости потока должны наблюдаться на расстоянии порядка диаметра частицы от стенки реактора. Однако об этом трудно сказать что-либо определенное, так как во многих промышленных реакторах форма поперечного сечения слонша, а характер упаковки частиц катализатора неизвестен. По-видимому, влияние неоднородности слоя настолько невоспроизводимо и в то же время незначительно, что его не стоит учитывать при разработке более детализированной модели слоя. [c.263]

Фирма имеет большой Опыт в разработке системы с кипящим слоем катализатора под давлением. В промышленных условиях прошли отработку два варианта конструкции реакторов. Первый вариант был обооудован циркуляционным насосом (рис. 4.13, л), работающим внутри реакционного пространства при 400—450 С и давлении 10-20 МПа. Создание надежного работающего длительное время агрегата тако- [c.168]

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]

В способах размещения и регенерации катализатора в последние годы также произошли значительные изменения. Если в первых промышленных установках каталитического риформинга сырье риформи-ровали в реакторах с неподвижным слоем катализатора без регенерации его в аппарате, то на современных установках, благодаря технологическим усовершенствованиям процесса и разработке новых высокоэффективных катализаторов, риформинг бензиновых фракций проводят в реакторных блоках с движущимся катализатором и его непрерывной регенерацией без остановки системы. В настоящее время в промышленной практике по способу размещения и регенерации катализатора используют следующие технологические схемы каталитического риформинга [1, 5] [c.45]

Третий, завершаюш,ий этап разработки промышленного каталитического процесса — выбор реактора — тесно связан со вторым этапом, поскольку не только режим процесса определяет конструкцию реактора, но, в свою очередь, конструкция реактора накладывает определенные требования и ограничения на условия проведения реакции. Однако для выбора конструктивной схемы реактора требуются дополнительные знания, связанные с физической кинетикой, гидродинамикой и теплофизикой процессов в каталитических реакторах. Кроме того, создание работающего реактора требует оценки его устойчивости в ходе эксплуатации. Наконец, среди многообразия возможных конструктивных схем реакторов необходимо суметь достаточно обоснованно выбрать наилучший, т. е. оптимальный вариант. Для решения двух последних вопросов следует ознакомиться со специальным математическим аппаратом теории устойчивости и теории оптимального управления. [c.7]

Следует отметить, что математическая модель может быть создана только для заданной принципиальной схемы реактора. Выбор такой схемы обычно производится с учетом уже имеющегося промышленного опыта и возможностей химического машиностроения. Цоэтому приступая к разработке каталитических реакторов, обязательно следует иметь сведения об опыте уже действующих производств. [c.261]

Большие успехи прикладной математики, приведшие к созданию аналоговых и цифровых электронных вычислительных машин, а также достижения в разработке методов расчета кинетики промышленных реакций, осуш ествляе Мых в различных условиях (идеального иеремешивания, идеального вытеснения и всевозможных промежуточных режимов), открыли пути к строго научному расчету химических реакторов, автоматическому управлению пми и оптимизации услови11 проведения процессов. [c.8]

Задача разработки новьих высокоэффективных катализаторов состоит из следующих этапов [4,17] выбор активных компонентов выбор носителя или наполнителя выбор совместимых катализаторов выбор условий протекания химических реакций подбор стандартных катализаторов разработка способа промышленного производства катализатора. Для поиска решений этой сложнейшей НФЗ необходимо использовать разнообразные знания об условиях и особенностях протекания реакций о наиболее подходящих материалах о выборе критериев оценки качества катализатора (устойчивости и активности) о наличии отравляющих компонентов в потоке питания реактора и др. [c.35]

Не менее важны и другие способы усовершенствования дальнейшее повышение активности и прочности катализатора снижение его абразивности и потерь уменьшение выхода двуокиси серы разработка процессов каталитического крекинга сырой нефти или от-бензиненных остатков. Будут совершенствоваться и новые, уже внедренные в промышленность процессы, например ступенчато-противоточный каталитический крекинг [65]. Не исключено применение комбинированного процесса легкого каталитического крекинга остатка с последующей гидрогенизацией получаемых продуктов. Очевидно, предстоит создать и новые процессы деметаллизации катализаторов. Наряду с этим будет совершенствоваться оборудование, применяемое в процессах каталитического крекинга. Большее внимание должно быть уделено оборудованию реакторов (в том числе, лифт-реактора) и регенераторов (в том числе с дожигом СО). [c.110]

Наибольшая трудность при разработке и создании новых прогрессивных процессов в кипящем слое — практическая невозможность их масштабирования (s aling up). При естественном пути лабораторная колонка — пилотная установка — опытнопромышленный аппарат —серийный реактор, на каждом из переходов от одного этапа к последующему исследователя и инженера ожидают многочисленные неожиданности в поведении системы, зачастую такие, что заставляют на каждом последующем этапе начинать с нуля . Наглядным примером этого служит история разработки и внедрения в США во время второй мировой войны первого крупномасштабного производства — каталитического крекинга в псевдоожиженном слое. Большая группа ученых и инженеров-техноло-гов, переходя от одного из перечисленных выше этапов к следующему, непрерывно сталкивалась на каждом переходе с новыми проблемами и трудностями. Все это позволило высказать утверждение, что масштабный переход к проектированию крупных промышленных аппаратов можно делать после отработки процесса на пилотной установке диаметром не менее 100 мм. Опыт освоения многих других процессов привел к тому, что в настоящее время эту границу часто отодвигают до 500 мм. [c.4]

Так, двухфазная модель выдвигает на первый план прохождение части псевдоожижающего потока без непосредственного контакта с зернами (пузыри) — явление, наиболее существенное для каталитических и сорбционных процессов обработки газовой фазы. И хотя, как наиболее четко показали Гельперин и Айнштейн, в самой элементарной своей форме, двухфазная модель по простому балансу несправедлива и потребовались многочисленные ее усложнения, однако, в какой-то степени эта модель помогает при рас-счете промышленных каталитических реакторов. Более того, эта модель привела к разработке различных вариантов организованных кипящих слоев с насадками, в той или иной степени устраняющих неполноту контакта фаз. Подробной разработке и экспериментальному обоснованию этой модели посвящена специальная монография Девидсона и Харрисона. [c.284]

В соответствии с рассмотренными принципами разработки и проектирования систем термокаталитической очистки отходящих газов от примесей органических веществ был предложен комбинированный аппарат колонного типа [5, 49, 63, 165] - термокаталитический реактор, объеди-н ющий в одном корпусе топочную, смесительную, реакционную и рекуперативную зоны (рис.3.3). Подобный аппарат был разработан для очистки отходящих газов процесса окисления изопропилбензола в производстве фенола и ацетона. Его внедрение прошло через стадии создания и промышленного испытания базового опытного образца реактора, разработку и испытание типового промышленного образца и создание ряда т рмокаталитических реакторов. [c.84]

Несмотря на высокую эффективность процессов очистки газов в ге-терогенно-гомогенном режиме, разработка теоретических основ этого процесса пока находится на стадии накопления информации по кинетике реакций [85] и он еще не нашел широкого прйменения в промышленной практике [83]. Это в значительной степени связано также с проблемой создания прочных и активных катализаторных покрытий, наносимых на поверхность элементов-носителей, размещаемых в реакторе очистки. Известно много способов нанесения катализатора на поверхность носи-тел(ш, которые можно разделить на следующее группы [c.122]

Второй задачей была задача о расширении информационного поля прр[ моделировании пластинчатых реакторов. Объем информации для широкого проектирования и внедрения промышленных реакторов для oч тки отходящих газов пока еще невелик, и фактически для каждого слу чая практической реализации пластинчатого реактора с катализаторным покрытием необходима предварительная экспериментальная проработка процесса очистки с трудоемким определением параметров про-цес са (степень очистки, температура и скорость потока, константы скорости реакции и т.д.). С другой стороны, в литералуре имеются обшир-ныг сведения по окислению углеводородов в насыпном слое катализатора - традиционном способе очистки выбросов. Сложившаяся ситуация явилась причиной попытки разработки метода приближенного расчета очистки паровоздушной смеси в пластинчато-каталитическом реакторе от [таров углеводородов на основе исходных данных по очистке этой смеси в слое насыпного катализатора. [c.185]

Поворот к разработке новых марок углеродокерамики, удовлетворяющей спрос не вообще, а конкретного заказчика, не был случайным. С вводом и освоением мощностей Вяземского завода, а также прекращением строительства после 1986 г. атомных реакторов типа РБМК изменилась ситуация по обеспечению народного хозяйства материалами типа углеродокерамики. Объем выпуска их полуфабрикатов стабилизировался на уровне 77—80 тыс. т, потребность промышленности полностью удовлетворялась и заказчик стал приобретать не то, что ему доставалось, а то, что ему было нужно. По сути дела, это уже стало приметой нашего меняющегося экономического положения. До сих пор мы шли под грузом дефицита заготовок конструкционного графита в объеме 15— 20 тыс. т в год. [c.242]