Контактное окисление адиабатическое

Принцип внутреннего теплообмена реализован в современной практике контактного процесса следующим образом - Катализатор в аппарате Лурги делится на три пли, как показано на рис. 84, на четыре слоя. Во втором слое (считая сверху) катализатор располагается в трубах, а остальной катализатор (80%) — на горизонтальных полках. Таким образом, эти аппараты представляют собой комбинацию конструкций полочного и трубчатого типов. Газ, нагретый в теплообменнике до 240°, сначала омывает теплообменные трубы аппарата, нагреваясь прн этом до 460°. Затем он входит в первый (самый верхний) слой контактной массы (его называют фор контактом). Здесь идет адиабатическое контактное окисление SO2 в SOg примерно на 70%, и температура [c.197]

Ввиду высокой экзотермичности окисления адиабатические реакторы не нашли применения в этом процессе. Гораздо больше распространен трубчатый реактор со стационарным слоем катализатора, находящимся в трубах и охлаждаемым через межтрубное пространство хладоагентом (рис. 107,а). Трубы имеют диаметр 10—25 мм, что способствует лучшему отводу тепла и установлению более равномерной температуры по диаметру. С целью луч-щего использования катализаторного объёма реагенты подают в аппарат предварительно подогретыми. Наилучшим способом отвода выделяющегося тепла является испарение" в межтрубном пространстве водного конденсата, генерирующего водяной пар того или иного давления в зависимости от температуры реакции. Иногда используют охлаждение посторонним теплоносителем (расплавы солей, даутерм), который, в свою очередь, охлаждается кипящим водным конденсатом, дающим технологический пар. Преимуществами трубчатых контактных аппаратов является простота их устройства и обслуживания, а также близость к модели идеального вытеснения, способствующая повышению селективности недостатки таких аппаратов — неравномерность температуры по слою катализатора, малая доля полезного объема и, как следствие, большой расход металла. [c.502]

Ввиду отсутствия надежных аналитических методов расчета адиабатических реакторов, которые позволили бы на основании лабораторных данных проектировать промышленные установки, потребовалось сконструировать модель опытного адиабатического реактора и провести на опытной установке исследования, результаты которых легли в основу расчета промышленного адиабатического реактора. Была сделана также попытка на основании лабораторных исследований, проведенных в изотермических условиях, разработать метод расчета адиабатического реактора. При этом был использован графоаналитический метод Борескова [10] для расчета экзотермического процесса контактного окисления двуокиси серы. Произведенные расчеты дали вполне удовлетворительное совпадение с данными, полученными при дегидрировании изопропилбензола в опытном адиабатическом реакторе. [c.164]

В. С. Б е с к о в, Я. М. Б у ж д а н, М. Г. С л и н ь к о, Расчет контактных аппаратов с адиабатическими слоями катализатора для окисления двуокиси серы. Хим. пром., Ali 10, 721 (1963). [c.252]

Петров И. М., К у 3 н е ц о в а Л. Ф., Статистические характеристики и устойчивость процесса окисления SO2 в контактных аппаратах с неподвижными адиабатическими слоями катализатора и промежуточными теплообменниками, Хим. пром., № И, 29 (1969). [c.186]

Приведем несколько примеров. Так, при окислении метанола в формальдегид в комбинированном реакторе значительное влияние на технологический режим в трубчатой части аппарата оказывают неоднородности температуры хладоагента и активности катализатора . Это справедливо для всех трубчатых реакторов при осуществлении в них сильно экзотермических процессов. В адиабатической части аппарата температура на выходе из слоя катализатора и избирательность процесса зависят главным образом от неоднородностей начальной степени превращения метанола перед слоем и активности катализатора (особенно от соотношения констант полезной и побочной реакций). Очень чувствительны к неравномерному распределению температуры и концентраций контактные аппараты с адиабатическими слоями неподвижного катализатора и промежуточным отводом тепла, предназначенные для окисления двуокиси серы в производстве серной кислоты. Значительное влияние на достижение высоких конечных степеней превращения оказывают неоднородности в последних слоях этих реакторов. Сказанное выше справедливо и для других процессов, когда необходимо приблизиться к равновесию или достигнуть высокой степени превращения. [c.504]

Конструктивно многоступенчатый реактор люжно выполнить как в одном корпусе, так и в виде отдельных аппаратов. Приведем несколько примеров. На рис. 8 изображен пятиступенчатый адиабатический контактный аппарат для окисления сернистого ангидрида. [c.27]

На рис. 13 изображен контактный аппарат с псевдоожиженным слоем катализатора для окисления сернистого ангидрида. Аппарат состоит из четырех ступеней (слоев) первый слой работает адиабатически, в остальных слоях размещены водяные холодильники. Между слоями реакционная смесь не подвергается никаким изменениям. [c.31]

В промышленных контактных аппаратах газ, поступающий из печного отделения и содержащий 7—11% ЗОа, нагревают до температуры зажигания катализатора (673—713 К), а затем проводят каталитическое окисление ЗОа до ЗОд при оптимальных температуре, скорости и степени превращения в адиабатических условиях. Угол наклона прямой линии К1 (см. рис. 6.8) адиабатического окисления и температуру газовой смеси после контактирования на выходе из зоны (слоя) катализатора можно рассчитать по формуле [c.212]

Каталитический способ обезвреживания газовых смесей обычно реализуют в контактном аппарате со стационарно работающим адиабатическим слоем катализатора и рекуперативным теплообменником, где происходит нагрев исходной смеси теплом прореагировавших га,зов. Для нагрева смеси до температуры начала реакции окисления при малом содержании горючих веществ требуются либо дополнительный подвод тепла, либо чрезмерно большая поверхность теплообмена, что приводит к удорожанию процесса газоочистки. Следовательно, автотермическое проведение обычных каталитических методов возможно при достаточно высоком /5-10 г/мЗ/ и постоянном во времени содержании горючих компонентов, что ограничивает применение традиционных стационарных методов каталитического обезвреживания. [c.10]

Рассмотрим схему составления математической модели для расчета оптимального режима контактного аппарата окисления сернистого газа с адиабатическими слоя.ми катализатора и промежуточными теплообменниками. [c.230]

На практике газ нагревают примерно до температуры зажигания контактной массы (440° С) и направляют в первый слой. Здесь в процессе окисления выделяется большое количество тепла и температура газа сильно возрастает. До достижения оптимальной температуры процесс проводится без отвода тепла (адиабатически). Затем тепло отводится таким образом, чтобы температура дальнейшего процесса окисления была возможно ближе к оптимальной. [c.79]

Исходя из механизма окисления диоксида серы, предложена методика определения оптимального температурного режима контактного аппарата с помощью ЭВМ. Для адиабатического процесса (в контактных аппаратах с промежуточным теплообменом) справедливо равенство [c.301]

Первый слой многослойного адиабатического контактного аппарата, в котором происходит окисление 50г, является приме- [c.200]

На практике окисление проводят в несколько стадий. Газ нагревают примерно до температуры зажигания контактной массы (440° С) и направляют в первый слой контактной массы. Здесь в процессе окисления выделяется большое количество тепла, и температура газа сильно возрастает. Процесс ведется без отвода тепла (адиабатически) до достижения оптимальной температуры, а затем тепло отводят так, чтобы температура дальнейшего процесса окисления была возможно ближе к оптимальной. Таким образом, в первом слое катализатора температура возрастает от 440 примерно до 600° С. Степень превращения при этом составляет [c.110]

Благодаря правильной организации теплообмена в промышленных реакторах синтеза аммиака на выходе из аппаратов достигается концентрация аммиака от 13 до 15% при давлении 300 ат. Это значительно выше, чем возможно при адиабатическом процессе, даже в случае равновесия. Аналогично организован процесс окисления двуокиси серы (см. рис. XI-9) температура регулируется при помощи внутреннего или внешнего теплообмена (рис. XI-10). [В настоящее время окисление SOg проводят в многослойных контактных аппаратах с промежуточным охлаждением между слоями катализатора. — Доп. ред.] [c.346]

На основе теории процесса окисления сернистого ангидрида была предложена следующая методика определения оптимального температурного режима контактного аппарата с помощью вычислительных устройств. При адиабатическом процессе (в контактных аппаратах с промежуточным теплообменом) справедливо соотношение [c.310]

Из этих данных следует, что для процесса окисления сернистого ангидрида в целом не может быть постоянной оптимальной температуры и по мере роста степени превращения температуру процесса следует понижать в соответствии с линией АА на рис. 6-7. Однако начинать процесс окисления SO2 при очень высокой температуре также невыгодно, так как нагревание газа, до высокой температуры связано с затратой энергии. Поэтому на практике поступают следующим образом. Обжиговый газ нагревают до температуры несколько выше температуры зажигания (в зависимости от активности катализатора — до 400— 440 °С) и направляют в первый слой катализатора в контактном аппарате. В ходе реакции окисления SO2 выделяется большое количество тепла, вследствие чего температура газа резко повышается. Процесс ведут адиабатически (без отвода тепла) до тех пор, пока температура не достигнет оптимального значения. Далее ведение адиабатического процесса нецелесообразно, поэтому начинают отводить тепло с таким расчетом, чтобы температура дальнейшего процесса окисления была возможно ближе к оптимальной. [c.153]

Перед подачей реагентов в контактный аппарат (рис. 6) изопропиловый спирт испаряют в испарителе-сатураторе, насыщают парами воздуха и перегревают полученную паровоздушную смесь. Реакция протекает в адиабатических условиях, т. е. тепло, выделяющееся в процессе окисления, воспринимается самой реакционной смесью. [c.26]

Если катализатор малоактивный и скорость реакции низка, то высота слоя катализатора может достигать нескольких метров. Температурный режим в реакционной зоне — адиабатический. Обычно шахтные контактные аппараты для таких процессов применяют в тех случаях, когда тепловой эффект реакции невелик и равновесная степень преврашения, соответствующая температуре газа на выходе из слоя катализатора, близка к заданной или для реакций с низкой концентрацией реагентов, например при каталитической очистке газов окислением или гидрировании примесей. [c.136]

Каталитический способ обезвреживания газовых смесей обычно реализуют в контактном аппарате со стационарно работающим адиабатическим слоем катализатора и рекуперативным теплввбмен-пиком, где происходит нагрев исходной смеси теплом i Wearnpo-вавших газов. При малом содержании горючих веществ для нагрева смеси до температуры начала реакции окисления требуется либо дополнительный подвод тепла, либо чрезмерно большая новерхность теплообменника, что влечет удорожание процесса газоочистки. Следовательно, автотермическое проведение обычных стационарных каталитических методов возможно при содержании горючих компонентов порядка 5—10 г/м , что соответствует величине адиабатического разогрева АГад = 120—200°С. При меньших величинах адиабатического разогрева в систему вводится горючий компонент — природный газ, топливо — в таком количестве, чтобы выполнялись условия АГад 150°С. Это накладывает серьезные экономические ограничения на применимость традиционных стационарных методов каталитического обезвреживания. [c.167]

Контактные аппараты для окисления ЗОа могут быть разнообразной конструкции [1]. В настоящее время в СС(]Р применяют, в основном, пятиполочные аппараты фильтрующего слоя с теплообменниками между полками, работающие при адиабатическом режиме в каждом слое [10]. Оптимальный случай диаграммы X — I для таких аппаратов представлен на рис. 69. При идеальном температурном режиме, соответствующем максимальной скорости реакции, температура I должна уменьшаться по оптимальной кривой по мере роста степени окисления х. Каждая адиабата пересекает оптимальную кривую лишь в одной точке, однако наличие пяти [c.142]

В-третьих, однопол очные аппараты ввиду простоты их конструкции заманчиво применять для короткой схемы сухой очистки [1, 26] производства серной кислоты контактным способом на газе от обжига серного колчедана. В этом случае газ, содержащий 8—10% ЗОз, после неполной сухой очистки поступает в контактный аппарат. Минимальная степень превращения для короткой схемы составляет около 80%, поэтому необходим высокий слой катализатора — 350— 450 мм. Оптимальная температура составляет 520—500° С, тогда как при адиабатическом режиме [уравнение (111.12)] она была бы 700° С. Поэтому необходимо отводить из слоя большое количество тепла и целесообразно устанавливать трубы парового котла непосредственно в кипящем слое катализатора, используя хорошую теплоотдачу. Газ после контактного аппарата охлаждается в теплообменниках, затем серный ангидрид абсорбируется с образованием загрязненного олеума и моногидрата, а оставшийся чистый газ поступает во вторую стадию окисления в аппарат с фильтрующими слоями катализатора и затем на повторную абсорбцию. Достигается весьма высокая степень окисления 30а х = 0,995), а также более полная абсорбция серного ангидрида. Загрязнение атмосферы уменьшается в несколько раз по сравнению с обычными системами. Себестоимость кислоты по сравнению с обычными установками снижается вследствие отсутствия громоздких и дорогих в эксплуатации мокрых электрофильтров и промывных башен, а также благодаря использованию тепла реакций для получения пара. [c.151]

Реакция окисления ЗОа протекает с большим выделением тепла, которое необходимо отводить в процессе реакции. Отвод тепла можно осуществлять как непосредственно из слоя катализатора в контактных аппаратах с внутренним теплообменом, так и между слоями катализатора в многослойных контактных аппаратах. Для улучшения условий теплоотвода возможно применение псевдоожижениых слоев катализатора. В настоящей время наиболее широко применяются неподвижные слои катализатора. Большинство используемых в настоящее время контактных аппаратов для окисления 302 являются многослойными, с адиабатическими слоями катализатора и с отводом тепла между слоями. Однако возможен отвод тепла и непосредственно из слоя катализатора, например в трубчатых аппаратах. Математическая модель такого контактного аппарата с внутренним теплоотводом описывается следующей системой уравнений (для слоя идеального вытеснения) [c.76]

Ключевой стадией получения серной кислоты является окисление ЗОз в многослойном контактном аппарате (КА) с адиабатическими слоями катализатора. Поэтому эффекгивность функционирования замкнутого производства главным образом будет зависеть от результатов решения оптимизационных задач применительно к этой стадии процесса. Причем, очевидно, что использование КА, разработанных для традиционных схем сернокислотного процесса, в рамках замкнутьгх систем не принесет большого экономического эффекта и, следовательно, оптимизацию контактного отделения необходимо проводить как на этапе управления (определение оптимальных режимов работы и способа их поддержания), так и на этапе проектирования системы. [c.133]

На предприятиях цветной металлургии наиболее часто применяют контактные аппараты с промежуточным теплообменом, в которых окисление ЗОг осуществляется адиабатически в стационарных слоях катализатора с промежуточным отводом тепла в теплообменниках. При производительности контактной системы до. 240 т/сут применяется контактный аппарат К-39, имею- Щий четыре и пять слоев контактной массы [57]. Для отвода тепла реакции окисления ЗОг в аппарат встроены внутренние теплообменвики,. со стоящве из вертикальных труб, развальцованных в горизонтальных трубных решетках. Холодный газ проходит по межтрубному-пространству, а горячий — по трубам. [c.109]

Проблема переработки богатых по SO2 газов является одной из главных проблем десятой пятилетки, стоящих пе(ред работниками сернокислотной промышлен-, ности, так как в соответствии с намечаемыми мероприятиями, раасмотреиными ранее, металлургичеокие переделы предприятий цветной металлургии будут направлять на переработку в сернокислотные цехи именно богатые сернистые газы. Очистка и осушка таких газов значительно дешевле, чем больших объемов сернистых газов с меньшей концентрацией SO2. Этот факт не вызывает сомнений. Но акзотермический процесс окисления SO2 в SO3 протекает в адиабатических условиях в контактных аппаратах со стационарными слоями и сопровождается таким сильным разогревом катализатора, что возникает необходимость остановки всей контактной системы и замены (Катализатора. Только контактные аппараты с кипящим слоем катализатора КС могут обеспечивать эффективный отвод избыточного тепла и продолжительную работу контактного отделения на се рнистом газе с повышенной концентрацией SO2. [c.111]