Турбулентное в трубчатых аппаратах

Новая технологическая схема получения хлорбутилкаучука 1 - аппарат получения раствора бутилкаучука 2, 8,11,14,19, 21 - насосы 12, 15- трубчатые турбулентные аппараты для введения в хлорбутилкаучук стабилизатора-антиоксиданта и антиагломератора соответственно 4- малогабаритный трубчатый турбулентный аппарат-хлоратор 5- малогабаритный трубчатый аппарат-нейтрализатор 6- фильтр 7- сборник 9 - трубчатый турбулентный аппарат для водной промывки растворителя 10,24 - отстойники 13 - усреднитель 17- дегазатор 18 - дросселирующее устройство 20 - вакуумный дегазатор 22, 23 - конденсаторы. [c.346]

Для проведения непрерывного гидролиза, аминирования, щелочного плавления, алкилирования и других процессов целесообразно применение трубчатых аппаратов, легко выдерживающих высокие давления. Кроме того, в подобных аппаратах можно проводить процессы без специальных размешивающих приспособлений, поскольку в трубах небольшого сечения создается турбулентный поток. [c.376]

Пример 8. Определить длину и диаметр труб реакционного трубчатого аппарата, предназначенного для проведения проиесса аминирования л-нитро-хлорбензола водным раствором аммиака. (Суточный объем перерабатываемой эмульсии У(.-К) м , продолжительность процесса т--20 мин. Характер движения жидкости в трубах должен быть турбулентным. Удельный вес эмульсии Т=1 г/сж , вязкость и.= сантипуаз. [c.457]

Весьма важно, и это следует иметь в виду, что при крупномасштабном движении, являющимся основным во всяком турбулентном потоке, в том числе и при использовании малогабаритных трубчатых реакторов, вязкость жидкости, движущейся в каналах, не играет роли. Все величины, относящиеся к турбулентному движению, когда гомогенизация среды лимитируется процессами обмена между крупными турбулентными и находящимися внутри них более мелкими вихрями, не зависят от вязкости потоков (автомодельное течение по отношению к Ке) [23]. Это обстоятельство сужает круг величин, определяющих свойства турбулентного движения в трубчатых аппаратах струйного типа. Остаются лишь три величины, характеризующие крупномасштабные движения, от которых зависит уровень турбулентности жидких потоков в условиях [c.184]

Рис.3.35. Распределение коэффициента турбулентной диффузии (Вг ) по объему трубчатого аппарата цилиндрического (а) и диффузор-конфузорного (б) типов (Ке=2-10 , с1=0,05 м, У=4м/с,

Близкие значения Кр получены и при экспериментальном изучении процесса получения ХБК по реакции БК с хлором в растворе нефраса (бензиновая фракция углеводородов ТУ 38.1011228) на опытной установке с трубчатым турбулентным реактором - хлоратором диффузор-конфузорной конструкции струйного типа с диаметром (1=0,05 с длиной 1=2 м (объем аппарата 0,004 м ). В трубчатый аппарат подавались порядка 0,21 м7ч раствора БК в нефрасе и 2,1 м7ч азотно-хлорной смеси (5 1 объемн.), что определяет линейную скорость движения реагентов без учета занятого объема специальными насадками порядка У=0,33 м/с и соответственно время пребывания 1 р=/ /У=6,1 с. [c.344]

Такой поток, например, имеет место в трубчатом аппарате при турбулентном режиме течения жидкости через него. В зтом случае профиль скоростей можно считать равномерным, т.е. считать одинаковым время пребывания отдельных элементов потока. [c.74]

Аппараты змеевикового типа. Непрерывное проведение процессов гидролиза, аммонолиза, щелочной плавки, алкилиро-вания и т. п. делает целесообразным применение трубчатых аппаратов, которые легко выдерживают высокие давления и, кроме того, позволяют проводить процесс без наличия специальных размешивающих приспособлений, поскольку небольшое сечение труб может обеспечить турбулентный режим протекания жидкостей, а вместе с этим и энергичное их перемешивание. [c.352]

В условиях турбулентного движения продолжительность пребывания реакционной массы в трубчатом аппарате невелика, поэтому справедливо предположение о том, что в данном случае жидкость имеет поршневое движение. В турбулентном потоке процессы, идущие в трубчатых аппаратах, по своей химической кинетике подобны соответствующим периодическим процессам. [c.43]

Это равенство выражает концентрацию в точке на расстоянии Я от центра трубчатого аппарата. Среднее значение концентрации может быть определено посредством численного интегрирования для всего поперечного сечения аппарата. Такого рода расчеты были выполнены для турбулентного и ламинарного потоков в табл. II. 7 представлены сравнительные данные для реакции первого порядка при отсутствии диффузии. [c.65]

Сравнительные данные для турбулентного и ламинарного потоков в трубчатом аппарате [c.66]

Однако в лабораторных установках с малыми диаметрами трубчатых аппаратов разница между концентрациями в потоках может быть весьма существенной. Поэтому при получении опытных данных в лаборатории для больших масштабов производства рекомендуется поддерживать турбулентный режим работы. [c.66]

Конструкция аэрофонтанной сушилки значительно проще конструкции барабанной сушилки в связи с отсутствием вращающихся частей и механизмов. Сушилка представляет собой вертикальный трубчатый аппарат диаметром 1100 мм и высотой 10 000 мм. В нижнюю часть сушилки поступают топочные газы, выше ввода газа при помощи шнекового питателя в сушилку подается влажный материал. Для увеличения турбулентности потока внутри сушилки и увеличения времени пребывания материала в аппарате имеются сужения. Из верхней части сушилки отводится смесь высушенного продукта с отходящими топочными газами. Продукт отделяется от отходящих газов в системе циклонов грубой и тонкой очистки. Для санитарной очистки отходящих газов служат мокрые газоочистители. Существенным недостатком аэрофонтанных сушилок является провал материала в нижнюю часть сушилки, откуда 2—3 раза в смену приходится его удалять. Общий вид аэрофонтанной сушилки представлен на рис. 72. [c.285]

Для ускорения процессов омыления жиров и диспергирования загустителя в жидкой основе применяют пропеллерные, планетарные, винтовые и другие мешалки. Выбор системы перемешивания зависит от вязкости смеси, системы обогрева и других факторов. При получении в реакторе только мыльной основы используют аппараты с высокоскоростными мешалками (турбинными, пропеллер-ны ми и т. п.), в которых интенсивному перемешиванию подвергается суспензия небольшой вязкости. При совмещении в реакторе нескольких стадий (омыления, обезвоживания, образования расплава) вязкость системы резко возрастает, и в этом случае используют скребково-лопастные мешалки с регулируемой частотой вращения. Термическое диспергирование мыльного загустителя в дисперсионной среде можно осуществлять в аппарате типа Вота-тор , представляющем собой теплообменник труба в трубе , снабженный скребковым устройством, а также в трубчатом змеевиковом реакторе в них при турбулентном режиме течения смеси происходит быстрое образование однородного расплава. [c.369]

Однако циркуляция имеет и недостатки во-первых, необходим дополнительный насос во-вторых, увеличивается вредное влияние перемешивания реагентов. Характер протекания химической реакции в трубчатом аппарате иллюстрируется рис. 2.32. Кривая ОВ соответствует течению процесса в условиях идеального вытеснения, т. е. в трубчатке без циркуляции и при турбулентном режиме движения смеси. Как будет показано далее, только при турбулентном режиме трубчатку можно считать аппаратом идеального вы- [c.47]

Расчеты показывают, что, несмотря на высокую экзотермичность процесса хлорирования БК ( =-184 кДж/моль), тепловой режим в зоне протекания реакции проблем не вызывает. Даже при адиабатическом режиме работы трубчатого турбулетного реактора-хлоратора (без теплосъема) возрастание температуры в зоне реакции АТ, определяемое из соотношения AT=qAП/ pp (q- тепловой эффект реакции хлорирования, кДж/моль АП - количество образующегося продукта, моль/м Ср - средняя теплоемкость реакционной смеси, кДж/кгтрад, р- средняя плотность среды, кг/м , при хлорировании БК (12-15%-й раствор) молекулярным хлором в трубчатом аппарате, работающем в оптимальном режиме идеального вытеснения в турбулентных потоках, не превышает 3 1°. Другими словами, можно считать, что процесс протекает в квазиизотермических условиях и не требует внешнего или внутреннего теплосъема, а также специальных перемешивающих устройств. [c.345]

При турбулентном режиме существует интенсивное перемешивание в поперечном сечении трубы, улучшающее теплоотдачу и обусловливающее незначительное перемешивание в продольном направлении. Такой режим близок к идеальному вытеснению и оказывается наиболее благоприятным для работы трубчатых аппаратов. [c.43]

Интенсификация процессов перемешивания и теплоотдачи в трубчатом аппарате может быть достигнута не увеличением скорости реагентов (для обеспечения турбулентного режима), а путем установки турбулизирующих вставок. В последнем случае турбулизация потока достигается установкой на горизонтальных участках трубчатого аппарата неподвижных вставок в виде плоских элементов, укрепленных на стержне. В качестве турбулизирующих элементов могут использоваться диафрагмы, крестообразные или треугольные элементы. [c.43]

МАЛОГАБАРИТНЫЕ АППАРАТЫ ДЛЯ НЕФТЕХИМИИ НА БАЗЕ ТРУБЧАТЫХ ТУРБУЛЕНТНЫХ РЕАКТОРОВ ДИФФУЗОР-КОНФУЗОРНОЙ КОНСТРУКЦИИ [c.117]

Электрофильтры ДМ (рис. 70) устанавливают после мокрых скрубберов и турбулентных промывателей они рассчитаны на работу при избыточном давлении 0,18—0,25 Мн/ж (1,8— 2,5 ат) и температуре 45—60° С. Электрофильтр представляет собой вертикальный двухсекционный трубчатый аппарат в стальном корпусе цилиндрической формы. Внутри корпуса между двумя трубными решетками размещены осадительные электроды, выполненные из стальных цельнотянутых труб внутренним диаметром 233 мм. [c.146]

Для того чтобы трубчатый реактор приближался максимально к аппарату идеального вытеснения, необходимо работать в турбулентном режиме. При этом для осуществления медленно идущих реакций требуется устанавливать трубы очень [c.45]

К аппаратам проточного типа относятся практически все аппараты, используемые при промышленном проведении процесса обратного осмоса, такие, как фильтрпресс , с трубчатыми мембранами, с мембранами в виде полых волокон и другие. Приводимые ниже расчеты в основном базируются на уравнениях, полученных при изучении процесса в модельном аппарате типа фильтрпресс и в общем случае не могут быть применены к другим аппаратам без экспериментальной проверки справедливости исходных уравнений. Однако в частных случаях, относящихся к условиям развитого турбулентного потока разделяемого раствора, полученные соотношения могут быть использованы для расчета любых проточных аппаратов. [c.230]

Система трубчатых турбулентных аппаратов для быстрых химических и массообменных физических процессов [c.336]

Кубовые реакторы близки по своим характеристикам к модели идеального смешения. Реальные трубчатые реакторы, наоборот, обладают существенными отклонениями от теоретической модели. Известно, например, что поршневое течение жидкости в трубе практически невозможно как при ламинарном, так и при турбулентном течении скорость жидкости в различных точках сечения потока неодинакова. Частицы жидкости в центре трубы движутся значительно быстрее, чем частицы, находящиеся вблизи стенки. Это нарушает условие равенства времени пребывания различных частиц в аппарате и влияет на поле концентраций в нем. Кроме того, модель идеального вытеснения не учитывает молекулярную и конвективную диффузию веществ в направлении потока (продольное перемешивание), уменьшающие средние концентрации реагирующих веществ и среднюю скорость реакции. Вследствие этого время реакции и необходимый объем реактора увеличиваются. Несмотря на эти отклонения, модель идеального вытеснения весьма полезна для расчета и анализа работы реакторов. [c.244]

Процесс проводится в трубчатом реакторе в жидкой фазе (рис. УП1-33). Жидкость в реакторе хорошо перемешивается благодаря продольной диффузии и турбулентности ее течения. Практически реактор можно представить как последовательную цепочку аппаратов идеального смешения, длина каждого из которых принимается равной 0,2 м. [c.178]

По принципу действия трубчатый реактор является аппаратом вытеснения режим движения реакционной массы в реакторе - турбулентный, поршневой. Полимеризация протекает при постоянно меняющихся по длине реактора параметрах - температуре, давлении, концентрации инициатора и образующегося полимера. [c.25]

Приводятся примеры реализации трубчатых турбулентных аппаратов для отдельных процессов химической технологии. [c.117]

Возможность реализации автомодельного режима [27], в котором усредненные характеристики турбулентного потока не зависят от вязкости, определяет новые, исключительно важные, не только с научной, но и с прикладной точек зрения преимущества трубчатых турбулентных аппаратов струйного типа, особенно диффузор-конфузорной конструкции. [c.186]

Применение малогабаритного трубчатого турбулентного реактора оптимальных параметров позволяет совмещать в одном аппарате оба процесса и обеспечить участие в реакции полимеризации как изобутилена, так и бутиленов. [c.314]

Ламинарный или пленочный режим в трубчатых аппаратах существует только при малых скоростях и характеризуется спокойным стеканием жидкости по стенкам трубы. При увеличении скорости пара поток его воздействует на жидкую пленку, затормаживая ее движение. При этом на границе пара и жидкости образуются паровые вихри. Механизм процесса массопередачи при этом изменяется, и начинает преобладать турбулентная диффузия. При дальнейшем увеличении скоростн возникает режим, который по аналогии с насадочными колоннами получил наименование эмульгационного [97). [c.49]

Трубчатый реактор для проведения процесса в гомогенной системе. Для реализации условия равенства скорости превращения в модели и образце нужно отказаться от геометрического подобия, сохранив геометрическое родство (допускается возможность деформации в осевом направлении). Исключив также гидродинамическое подобие, примем, однако, одинаковый режим течения в обоих аппаратах (ламинарный или турбулентный). Кроме того, не будем учитывать в этом случае явлений массопереноса, поскольку, как указывалось в разделе VIII, они не играют существенной роли в реакторах с большим отношением длины к диаметру. [c.464]

В.П. Захаров, К С. Минскер, Ал.Ал. Берлин Башкирский государственный университет, г. Уфа, Россия Институт химической физики РАН, г. Москва, Россия Характер протекания быстрых процессов (быстрые химические реакции, смешение жидких потоков, эмульгирование, экстракция и т.д.) во многом определяется диффузионю.ши затруднениями, связанными с использованием высоковязких сред, наличием поверхности раздела фаз, а при протекании быстрых химических реакций - значительной величиной константы скорости реакции. Практически единственным способом оптимизации качества полз чаемых продзпсгов, а также управления протеканием быстрых процессов является интенсификация турбулентного смешения жидких потоков в аппарате. Причем рентабельность производства в целом определяется продолжительностью того или иного процесса, т.е. временем пребывания реагентов в аппарате. Решением этих и многих других проблем является проведение процессов, лимитируемых массообменом, в турбулентных потоках, ограниченных непроницаемой стешсой, т.е. в трубчатых аппаратах вытеснения, но в турбулентных потоках. [c.57]

Быстрые химические процессы полимеризации изобутилена эффективно протекают в потоках в трубчатых турбулентных аппаратах струйного типа. Использование трубчатых аппаратов диффузор-конфузорной конструкции [22] решает чрезвычайно важную проблему, связанную с созданием и обеспечением по всей длине аппарата развитого турбулентного смешения, в том числе и при работе с высоковязкими жидкостями. При применении трубчатого цилиндрического аппарата постоянного диаметра, как уже отмечалось (см. раздел З.2.), уровень турбулетности потока зависит от способа и геометрии ввода реагентов и на начальных участках быстро снижается по мере удаления от входа в аппарат (рис. 3.35, а). Диффузор-конфузор-ный канал позволяет поддерживать высокие значения параметров турбулентности, в частности кинетической энергии К, ее диссипации , коэффициента турбулентной диффузии и т.п., по всей длине трубчатого аппарата, изготовленного из нескольких диффузор-конфузорных секций (диаметр конфузора к диффузору 1 2) строго лимитированной протяженности (рис.3.35, б). Таким образом, в аппаратах этой конструкции параметры турбулентности определяются турбулизацией, возникающей за счет геометрии каналов, при этом они на порядок и более выше уровня турбулентности, создаваемой в объемных реакторах смешения при использовании даже самых эффективных механических устройств. Кроме того, и это важно, высокая турбулентность в зоне реакции при применении трубчатых аппаратов струйного типа диффузор-конфузорной конструкции решает важную проблему, связанную с отрицательным влиянияем высоковязких потоков на технологические показатели промышленных процессов. В этих условиях движение жидкостей, в том числе и высоковязких, отличается чрезвычайной нерегулярностью и беспорядочным изменением скорости в каждой точке потока, непрерывной пульсацией, обусловленных каскадным процессом взаимодействия движений разного масштаба - от самых больших до очень малых при этом в турбулентном потоке при гомогенизации среды основную роль играют крупномасштабные пульсации с масштабом порядка величин характеристических длин, определяющих размеры области, в которой имеется турбулентное движение [23 [c.184]

Олигоизобутилены с ММ от 600 до 1 800 удобно получать в трубчатом турбулентном аппарате в режиме вытеснения в интенсивных турбулентных вихрях. Требуемая температура поддерживается за счет кипения растворителя (изобутан и др.). Регулируя давление в трубчатом аппарате, можно получать любые марки низкомолекулярных полимеров изобутилена (октолы), в частности с ММ от 300 до 2 000-5 ООО (рис.7.15). [c.311]

Таким образом, в России создан принципиально новый патентночистый [70, 71] экономичный непрерывный процесс получения хлорбутилкаучука с использованием малогабаритных трубчатых реакторов оригинальной конструкции, работающих в режиме высокой турбулентности в потоках, использованием их по меньшей мере на четырех стадиях технологической схемы (рис. 7.37). Как видно, при сравнении с известной схемой процесса получения ХБК, показанной на рис. 7.34, в новом процессе исключен объемный аппарат смешения, где раствор БК насыщается хлором (поз. 3).3аменены на малогабаритные турбулентные реакторы струйного типа объемные аппараты смешения, где протекают процессы хлорирования БК (поз. 4) и нейтрализации (поз. 5), а также объемные аппараты смешения, где в раствор ХБК вводятся стабилизатор-антиоксидант (поз. 12) и антиагломератор (поз. 15). В принципе, можно заменить на трубчатый аппарат и промывную колонну, где идет водная промывка растворителя (поз. 9). Процесс в целом отличается компактностью расположения оборудования, энерго- и ресурсосбережением, повышенной экологической безопасностью, простотой обслуживания аппаратов струйного типа, легкостью управления процессом и др. [c.347]

Модель идеального вытеснения. В основе модели идеального вытеснения лежит допущение о норщневом характере течения обрабатываемой среды. Перемешивание вдоль потока отсутствует, и имеет место равномерное распределение вещества в направлении, перпендикулярном движению. Время пребывания всех частиц в системе одинаково и равно отношению объема аппарата к объемному расходу жидкости. Например, такой поток имеет место в трубчатом аппарате при турбулентном течении жидкости через него, когда профиль скорости можно считать равномерным, т. е. принять одинаковым время пребывания отдельных элементов потока. [c.629]

Влияние режима движения смеси в трубе на ход химической реакции и теплообмен. В трубчатых аппаратах процесс может проходить при ламинарном или турбулентном режихмах движения смеси. Наиболее неблагоприятным является ламинарный режим, при котором коэффициент теплоотдачи минимальный, а профиль скоростей (рис. 2.33) имеет наибольшую неравномерность (максимальное отклонение от режима идеального вытеснения). [c.48]

Пример 9. Спроектировать трубчатые аппараты при диаметре трубок й — 30 мм и т = 1 ч для осуществления процесса при ламинарном (Не = 500), переходном (Ке = 5000) и турбулентном (Ке = 15 ООО) режимах движения смеси. Сравнить степень перемешивания в пpoeктиpoJ aнныx аппаратах по ячеечной модели. Кинематическая вязкост среды г= 2-10 мУс, коэффициент молекулярной диффузии реагентов О = 3-10 иУч. [c.249]

В модели и промышленном аппарате (непрерывнодействующем трубчатом реакторе) проходят турбулентные потоки с одинаковыми перепадами давления Др, причем температуры Т, средние времена пребывания Ь и скорости реакции г равны кроме того, действительны уравнения (11-114) и (11-115) и существуют тепловое и химическое подобие, а геометрического и гидродинамического подобия нет. Масштабные отношения, которые следуют отсюда, необходимо исследовать. Уравнения гидравлического сопротивления (7-57) для обоих реакторов будут иметь такой вид [c.234]

Для повышения скорости движения потоков в межтрубном пространстве и обтекаемости поверхности теплообмена, создания большей турбулентности потоков и организации движения теплоносител51 в направлении, перпендикулярном к оси труб, в кожухотрубчатых теплообменных аппаратах устанавливают специальные поперечные перегородки. Они выполняют также роль опор трубчатого пучка, фиксируют трубы на заданном расстоянии одна от другой и уменьшают вибрацию труб. [c.572]

Промышленные реакторы отвечают данному разделению лишь с некоторой степенью приближения. Например, в трубчатых реакционных печах для соблюдения режима идеального вытеснения должен существовать так называемый поршневой режим, т. е. должны быть равны линейные скорости всех элементов потока. При существующем обычно турбулентном режиме эпюра распределения скоростей по диаметру трубы отличается от идеальной скорости по периферии трубы несколько меньше. При прямоточном движении сырья и крупногранулированного материала в реакторе колонного типа скорость твердых частиц в осевой части аппарата с приближением к его низу возрастает в результате равномерное движение реакционной смеси и соответственно глубина ее превращения также несколько нарушаются. [c.32]

Результаты теоретических расчетов и экспериментальные данные, полученные при изучении протекания весьма быстрых химических реакций в жидкой фазе, показали необходимость проведения этих процессов в турбулентных потоках, ограниченных непроницаемой стенкой, т е. в трубча -тых турбулентных аппаратах диффузор-конфузорной конструкции. Результаты промышленных испытаний трубчатых турбулентных аппаратов струйного Т1ша в условиях промышленного производства, а также новые фундаментальные закономерности контроля за-характером протекания быстрых процессов и качеством получаемых продуктов способствовали отнесе-сегшю этих аппаратов к новому типу промышленных реакторов. [c.117]

Новый тип аппаратов совмещает преимущества как трубчатых реакторов вытеснения, так и объемных реакторов смещения, при этом имеют место и собственные особенности, не характерные для классических типов аппаратов вытеснения шш смещения а) возможность создания и сохране -ние высокого уровня турбулентности по всей длине аппарата б) влияние кинетических и гидродинамических параметров на размеры зоны реакции и конструкцию аппарата в) влияние геометрических параметров зоны реакции на количественные и качественные показатели выхода продукта [c.117]

Возможность реализации в трубчатых турбулентных аппаратах ква-зиизотермического режима протекания процесса определяет широкие воз -можность для регулирования теплового режима быстрых экзотермических реакций за счет внешнего и внутреннего (кипение растворителя) теплосъема. [c.117]

В 1981 г. принят в эксплуатацию новый способ производства бутилкаучука с ММ = 20 000 0 ООО (по Штаудингеру), где в качестве основного реактора-полимеризатора используется малогабаритный трубчатый турбулентный реактор диаметром менее 10 см и длиной 600 см взамен объемного реактора смешения объемом 8 м (мощность электродвигателя 75 квт/ч расход жидкого этилена на съем тепла реакции 1,8 т/ч). Характерной особенностью трубчатого турбулентного реактора является то, что он выполнен в виде трубы без охлаждения рубашки с патрубком для спутного ввода катализатора (AI I3 в растворе хлористого этила) и патрубком для радиального ввода раствора сомономеров в хлористом этиле. Помимо низкой металлоемкости (в 900-1 ООО раз меньшей, чем у используемого в стандартном процессе объемного реактора смешения) трубчатый турбулентный аппарат-полимеризатор отличается простотой конструкции, обслуживания и легкостью управления процессом, отсутствием затрат на электроэнер-тто для перемешивающих устройств и хладоагента, подаваемого в реактор, снижением расхода электроэнергии (при непрерывной работе одного реактора в течение года экономия составляет более 650 тыс. квт/ч), отсутствием непроизводительных потерь при сохранении основной технологической схемы и пр. [c.336]