Реакторы с трехфазным слоем

Преодоление осложнений, связанных с возникновением непредсказуемых нарушений структуры потоков при переходе от лабораторного к промышленному аппарату, представляет одну из центральных проблем химической технологии — проблемы масштабного перехода. Успех ее решения в значительной мере зависит от типа контактного аппарата. Наиболее просто она преодолима для аппаратов с неподвижным слоем катализатора, где иерархическая структура математической модели реактора тривиальна (рис. 1.1) [И]. Проблема усложняется для аппаратов с псевдо-ожиженным и фонтанирующим слоями катализатора в двухфазных потоках [12]. Наибольшие трудности связаны с решением проблемы масштабного перехода для аппаратов трехфазного слоя, где иерархическая структура взаимодействия эффектов и соответствующих математических моделей отличается наибольшей сложностью [13]. [c.15]

РЕАКТОРЫ СО СТАЦИОНАРНЫМ ТРЕХФАЗНЫМ СЛОЕМ [c.94]

РЕАКТОРЫ С ПСЕВДООЖИЖЕННЫМ ТРЕХФАЗНЫМ СЛОЕМ [c.108]

И промышленность, и академическая наука выиграли бы, расширив сотрудничество в области катализа. Существует много простых реакций химического синтеза, изученных недостаточно или в период, когда еще не было современных методов исследования. Некоторые из них могли бы дать интересную новую информацию для химии например метилирование фенола [И] на оксиде алюминия с образованием главным образом о-крезо-ла, 2,6-ксиленола и 2,3,6-триметилфенола. Первоначально считалось, что 2, 6-ксиленол сначала изомеризуется в 2,3-ксиленол или 2,5-ксиленол, который затем реагирует с метанолом, образуя 2,3,6-триметилфенол. Когда реакция была изучена в реакторе со стационарным трехфазным слоем при более низких температурах, чем требуется при изомеризации, оказалось, что селективность в отношении метилирования 2, 6-ксиленола в 2,3,6-триметилфенол возрастает. Теперь считается, что реакция протекает по механизму [c.21]

Отличительной особенностью гетерогенно-каталитических реакторов является наличие твердого катализатора. Различают реакторы с неподвижным, движущимся и кипящим слоем катализатора. Как те, так и другие реакторы могут быть двухфазными или трехфазными. Двухфазные реакторы разделяются на газофазные и жидкофазные. Процесс при этом протекает соответственно в системе газ — твердое п жидкость — твердое. В трехфазных реакторах процесс обычно происходит в системе газ — жидкость — твердое. [c.10]

Реакторы с трехфазным псевдоожиженным слоем, как указывалось, по методам расчета в принципе не отличаются от методов расчета реакторов с суспендированным катализатором (при малой величине зерна) или с зерненным слоем (нри больших размерах зерна). Однако здесь надо знать некоторые специфические величины п, кроме того, отдельные коэффициенты определяются по другим формулам. Согласно работе [12, скорость жидкости, необходимая для обеспечения режима однородного псевдоожижения, равна [c.192]

Повышение универсальности процессов гидрокрекинга и вовлечение в их сырьевую базу тяжелых дистиллятов, остатков и сырой нефти определили необходимость подбора усовершенствованных стационарных катализаторов гидрокрекинга с целью получения мало-сернистого котельного топлива, а также разработки специальных технологических схем, позволяющих непрерывно регенерировать катализатор. Это так называемые системы с трехфазным псевдоожиженным слоем, разрабатываемые в США и СССР и деструктивная гидрогенизация в циркулирующем потоке катализатора , создаваемая в СССР. В этих процессах тяжелое сырье образует жидкую фазу со взвешенным катализатором, в которую подается сжатый водород. Катализатор либо непрерывно отбирается для регенерации, а в систему добавляется регенерированный и свежий через специальное устройство (процессы Н-,011, Ну-С, Ну-О и др.), либо непрерывно циркулирует между реактором и регенератором (процесс ИНХС АН СССР). Эти процессы, как видно из табл. 4, также прошли большой путь, видоизменяясь и приспосабливаясь к все менее благоприятному сырью . Как и в процессах со стационарным слоем, решающим направлением было усовершенствование катализаторов. Так, например, разработка специального микросферического катализатора для процесса Н-01Р позволила значительно упростить процесс, увеличить глубину превращения сырья, снизить капитальные затраты. [c.95]

Гетерогенные реакторы. Реакторы для проведения двухфазных (газ—жидкость, газ—твердое вещество, жидкость—твердое вещество) и трехфазных (газ—жидкость—твердое вещество) реакций конструктивно отличаются большим многообразием. Это реакторы емкостного типа с перемешивающими и диспергирующими устройствами трубчатые реакторы полые или с насадкой, с рубашкой и т. д. колонные реакторы барботажные полые или с насадкой, секционированные, полочные, с кипящим слоем (катализатора) и др. [c.83]

Фуран, который получают декарбонилированием фурфурола, легко гидрируется в тетрагидрофуран в реакторе с неподвижным слоем катализатора или в трехфазном реакторе в условиях, приведенных в табл. 2, [c.124]

Решены основные теоретические вопросы построения математических моделей многофазных каталитических реакторов, в частности реактора с трехфазным псевдоожиженным слоем (ТПС). [c.5]

Введение гомогенных сокатализаторов, ускоряющих гидрогенолиз моносахаридов и высших полиолов в 2—3 раза, может существенно уменьшить оптимальную длину реактора вытеснения (до 100 м) и позволить осуществить процесс с той же линейной скоростью в 5 колоннах вместо 15. Разработка стабильных катализаторов, пригодных для гидрогеиолиза в трехфазном псевдоожижен-ном слое [15], позволила бы работать с линейными скоростями порядка 0,25 см/с, что снизило бы длину реактора до 6—9 м при условии использования гомогенных сокатализаторов. В этом случае, используя реактор с насадкой или перегородками, способствующими значительному выравниванию скоростей по сечению реактора [78, с. 65 и 72], можно было бы и с одним реактором получить выход глицерина 38—40%. [c.139]

Большую роль сыграет усовершенствование и удешевление мощных реакторов высокого давления (100— 150 ат), предназначенных для гидрокрекинга над стационарным и суспендированным катализаторами (в трехфазном кипящем слое). Это удешевление может быть достигнуто при существенном снижении удельных затрат металла на изготовление реакторов. [c.348]

Во всех случаях при осуществлении гидрокрекинга остаточного (и тяжелого дистиллятного) сырья в кипящем слое катализатора в реакторе имеется система из трех фаз твердая (катализатор), жидкая (неиспарившееся сырье) и газовая (водород и пары сырья и продуктов реакции). Для протекания реакции в изотермических условиях, обеспечивающих быстрый съем избыточного тепла гидрирования, важно, чтобы эта трехфазная система интенсивно перемешивалась. Исследование трехфазного кипящего слоя на холодных моделях и в рабочих условиях показало, что большая однородность [c.280]

Применяют также реакторы барботажного типа с трехфазным кипящим слоем, с нижним вводом смеси и непрерывным выводом суспензии катализатора на регенерацию. [c.285]

К дополнительным преимуществам трехфазного псевдоожижен-ного слоя следует добавить и то, что в реакторе, заполненном жидкостью, при отсутствии перепада давления скорость паровой фазы относительно жидкой намного выше, чем в процессе с неподвижным слоем и направлением потока сырья сверху вниз. Поэтому дистилляты удаляются быстрее, что повышает концентрацию и время пребывания тяжелых продуктов в реакторе, способствуя их превращениям. [c.113]

При подаче в реактор смеси сырья, водородсодержащего газа и циркулирующей жидкости за счет скорости зтих потоков объем слоя катализатора увеличивается примерно на 50% при перепаде давления 0,6—1 МПа, создаваемого в основном статическим столбом жидкости и катализатора. Фактический перепад давления в реакторе за счет потерь напора составляет не более 0,1—0,2 МПа. Низкий перепад давления на последних моделях установок с трехфазным псевдоожиженным слоем достигнут равномерным распределением жидкости и газа в поперечном сечении реактора за счет специально сконструированного устройства, аналогичного колпачку ректификационной колонны. [c.119]

Успеху создания установок гидрокрекинга и гидрообессеривания, подобных описанным выше, как со стационарным катализатором, так и с трехфазным псевдоожиженным слоем, содействовали создание металлов, способных противостоять обычной и водородной коррозии при высоких температурах и давлении в реакторах, и достижения в машиностроении, позволяюш,ие изготавливать реакторы диаметром до 4 м, которые выдерживают давление до 20 МПа и более. [c.124]

Б промышленности широкое распространение получили три метода гидрообессеривания и гидрокрекинга нефтяных остатков на станцио-нарном катализаторе с периодической регенерацией, в подвижном слое шарикового катализатора, так называемой бункерный метод, ш в кипящем трехфазном слое с периодической заменой катализатор 1 под давлением 15 МПа. Во всех случаях процесс проводят в 2 или 3 реакторах, причем в первом реакторе проводят гидродеметаллизацию и гидродеасфальтизацию на дешевом катализаторе с большим объемом пор, во втором - гидрооблагораживание, а в третьем (при необходимости) - гидрокрекинг. [c.195]

Реакции гидрообессеривания и гидрокрекинга ТНО в процессах с реакторами с кипящим слоем катализатора осуществляются в трехфазном слое Т-Ж-Г, где твердая фаза представлена суспензированным дисперсным катализатором диаметром < 0,8 жидкая фаза - смесь сырья и продуктов, а газовую фазу образует водород, пары углеводородов, сероводород и аммиак. Кипящий слой создается с помощью жидкой фазы, для обеспечения линейной скорости которой (0,2-0,3 м/с) ее подают на циркуляцию с помощью специальных насосов внутреннего или внешнего монтажа. Работа с кипящим слоем катализатора позволяет обеспечить более интенсивное перемешивание контактирую1цих фаз, изотермический режим реагирования и поддержание степени конверсии сырья и равновесной активности катализатора на постоянном уровне за счет непрерывного вывода из реакторов части катализаторов и замены их свежими или регенерированными. [c.198]

Отсутствие перепада давления в процессах с трехфазным псев-доожижеппым слоем обусловливает применение катализатора малого размера (например, 0,8 мм против 1,6—3,0 мм широко применяемых для реакторов со стационарным слоем катализатора). Таким образом, наиболее эффективно используется катализатор и сокращается го расход при заданных мощности установки и качестве обессериваемого остатка. Другим важным преимуществом трехфазного слоя является возможность поддерживать степень конверсии сырья и равновесную активность катализатора на одном уровне, что достигается непрерывым выводом из реактора части катализатора и замены его свежим. [c.113]

В заключение поясним некоторые термины, использованные нами при переводе гл. II. Дословный перевод термина tri kle sed означает смоченный слой . В данном случае происходит контактирование тех же фаз, что и в абсорберах с насадкой, т. е. газа с пленкой жидкости. Очевидно, основной особенностью такой системы применительно к реакторам со стационарным слоем является работа на двухфазном потоке реагентов. В соответствии с этим мы используем термин реактор со стационарным трехфазным слоем . [c.9]

Непрерывные процессы в газовой фазе обычно проводят в стационарном или кипящем слое катализатора, хотя в некоторых процессах гидрогенизации и одном из вариантов процесса Фишера— Тропша применяется суспензия катализатора в жидкости. Все шире используют реакторы со стационарным трехфазным слоем, в которых жидкость стекает вниз через слой катализатора в присутствии газовой фазы. [c.10]

Использование значений объемной скоростн в том смысле, как она определена выше, особенно полезно для оценки работы реакторов, работающих в режиме идеального вытеснения или близком к нему. Для таких аппаратов среднее время контакта сравнительно мало изменяется при изменении режима работы или при изменении масштаба реактора. Однако эти условия могут не выполняться в тех случаях, когда в реактор подается смесь газа о жидкостью. В реакторах с трехфазным слоем истинное время контакта при постоянной объемной скорости по жидкому сырью может сильно зависеть от расхода газа. [c.90]

Модели реакторов со стационарным слоем катализатора и однофазным потоком газа (жидкости) уже обсуждались в предыдущем разделе и достаточно полно представлены в литературе [4]. Здесь основное внимание будет уделено моделированию аппаратов со стационарным слоем катализатора и двухфазным газожидкостным-потоком (РССГЖП), в которых через неподвижный слой гранул катализатора непрерывно пропускается газ и жидкость, а также будут рассмотрены подходы к моделированию реакторов с трехфазными потоками и суспендированным слоем катализатора (РГЖПСК) [21, 23]. [c.232]

Рециркуляция также нащла широкое применение в процессах выпаривания, адсорбции, сушки, экстракции, кристаллизации, в ионообменных процессах (например, при получении калиевой селитры на катионите КУ-1, что позволяет получать высококонцентрированные растворы нитратов. Широко распространена рециркуляция в аппаратах с псевдоожиженным слоем. Рециркуляция является эффективным средством теплосъема и поэтому позволяет осуществлять в промышленности реакции, протекающие с большим выделением тепла. В случае применения рецикла по жидкой фазе в трехфазных реакторах с суспендированным катализатором, кроме теплосъема, рециклический поток улучшает условия распределения катализатора в реакционном объеме. [c.290]

Процесс ведут в полочном реакторе с несколькими неподвижными слоями катализатора или в трехфазном реакторе, обычно в жидкой фазе, причем значительные количества анилина возвращают в реактор для теплоотвода. Хотя эта реакция в нашей классификации не отнесена к селективному гидрированию, ее следует проводить так, чтобы при гидрировании нитрогруииы не затрагивалось бензольное кольцо. Гидрирование кольца идет довольно легко и сопровождается выделением большого количества тепла. Для предотвращения этой реакции следует избегать повышенных температур, особенно в присутствии активного никелевого катализатора. Температуру нужно поддерживать на сравнительно низком, предварительно выбранном уровне, а перемешиванием необходимо обеспечить равномерное распределение катализатора и водорода в реакторе, чтобы устранить местные перегревы. Можно использовать реакторы, показанные на рис. 2 и 4. [c.119]

Прямогонное дизельное топливо, полученное в низкотемпературном процессе Фишера — Тропша в реакторах с неподвижным слоем или в трехфазных реакторах, имеет цетановое число около 75, а дизельное топливо, полученное путем селективного гидрокрекинга парафинов, — около 70. В таком дизельном топливе отсутствуют ароматические углеводороды, нафтены, сера и соединения азота. В связи с этим оно перспективно, так как требования к уровню токсичности выхлопных газов постоянно ужесточаются. Достоинством этого дизельного топлива с высоким цетановым числом является возможность смешивать с ним топливо более низкого качества. Например, дизельное топливо, полученное олигомеризацией олефинов Сз—Се па таких кислотных катализаторах, как кизельгур или аморфный алюмосиликат, пропитанный фосфорной кислотой, содержит много соединений с разветвленными структурами. Оно имеет цетановое число всего около 30. Для его улучшения к нему добавляют высококачественное дизельное топливо. В таких смесях по-прежнему отсутствуют ароматические углеводороды, серу- и азотсодержащие соединения. [c.197]

На рис. 16 представлена схема процесса, целью которого является получение больших количеств дизельного топлива. Для этого используют низкотемпературные процессы Фишера — Тропша в реакторе с неподвижным слоем или в трехфазном реакторе. Условия процесса подбирают так, чтобы достигался [c.197]

В Советском Союзе установка 68-6к предназначена для каталитического гидрообессеривания котельных топлив (мазутов, гудронов) в реакторах с трехфазным кипящим слоем. Содержание серы в таких топливах снижается с 2,5—4 до 1—А% (масс.). Водород получают в отдельной секции. В летний период предусмотрен отбор от гидрогенизата дизельной фракции (л 14% на сырье), которая в зимнее время остается в котельном топливе. В зависимости от вида перерабатываемого сырья мощность установки (гидрообессеривание проводится четырьмя параллельными потоками) может изменяться от 1250 (для серШ1стого гудрона) до 2500 тыс. т/год (для сернистого мазута). Технического водорода производится от 41 до 48 тыс. т/год (в пересчете на 100%-ный водород— от 30 до 35 тыс. т/год). Основные показатели режима установки 68-6к на разном сырье приведены далее [c.270]

Характерной особенностью установки является применение трехфазного кипящего слоя экструзионного (диаметр 800 мкм, длина 3—4 мм) катализатора АКМ. Катализатор не регенерируется. Его активность поддерживают, выводя из реактора некоторую часть катализатора и добавляя в реактор свежую порцию один раз в двое суток. Отработанный катализатор передают Вторцвет-мету для извлечения ценных металлов (Со, Мо, Ni и V). Все операции по догрузке и выгрузке катализатора осуществляются в потоке сырья. Корпус реактора многослойный —общая толщина стенки составляет 0,25 м, вес около 800 т. Для предотвращения отложения солей (сульфидов аммония) в трубах и аппаратуре перед воздущным холодильником предусмотрен впрыск химически очищенной воды. [c.271]

В реакционном блоке свежее сырье смешивается с рисайклом и подогревается в печи. Сырье поступает в низ реактора с трехфазным кипяшим слоем, предварительно смешиваясь с потоком нагретого водородсодержащего газа. С верхней части реактора выводятся продукты реакции вместе с водородсодержащим газом. Они направляются на разделение в узел сепарации, включающий несколько сепараторов, в которых последовательно снижаются температура и давление. В результате сепарации выделяются углеводородные газы, водородсодержащий газ и жидкие продукты, которые направляются на разделение в блок ректификации. Углеводородные газы направляются в общезаводскую сеть и далее на выделение серы. Водородсодержащий газ проходит узел очистки от сероводорода, компримируется, смешивается с потоком свежего водорода и направляется после нагрева в реактор. Из [c.312]

Фирма Хайдрокарбон рисерч запатентовала способ создания трехфазного кипящего слоя, с помощью которого достигается более совершенный контакт паровой и жидкой фаз за счет их прямоточного движения в реакторе снизу вверх (гидрообессеривание остатков в трехфазном кипящем слое). Частицы катализатора, заполняющие реактор, находятся в движении, образуя расширенный слой, который поддерживается движущимися потоками газа и жидкости. [c.433]

Гидрокрекинг тяжелого остаточного сырья осуществляют по двухступенчатой схеме. При этом наряду с реакторами, содержащими неподвижный слой катализатора, применяют аппараты с трехфазным псевдоожиженным слоем (жидкая часть сырья — водород с углеводородным газом — суспидированный мелкодисперсный катализатор). При использовании реактора с псевдоожиженным слоем возможна регенерация катализатора путем частичного вывода его из процесса. [c.38]