Катализаторы распределение между слоями

Модель плоскопараллельных щелевидных пор [64]. В модели постулируется, что щелевидные поры расположены параллельно друг другу и промежутки между щелями одинаковы. Эти допущения позволяют вычислить ширину щели бщ и толщину слоев бс, разделяющих поры, по соотношению бщ = 27/5 бс=2/р5, где V — объем пор 8 — общая поверхность пор р — плотность катализатора. Распределение объема пор по ширине нор определяется, как и для других моделей, методами ртутной порометрии или капиллярной конденсации. Поток -го реактанта в каждую щелевую пору рассчитывается по (3.1), а общий поток /-го реактанта в гранулу — по (3.4). [c.148]

В таких реакторах катализатор размещается в нескольких последовательно расположенных слоях, причем возможны различные варианты регенерации с подачей всего количества кислорода в первый слой или с его распределением между слоями. [c.318]

Сырье предварительно подогревается в теплообменниках и печи 1 (рис. 93). Частично испарившееся сырье проходит реактор 2 нисходящим потоком, через несколько слоев стационарного катализатора. Для снятия тепла реакции между слоями катализатора вводят холодный циркуляционный газ поэтому для лучшего смешения паров и газа перед каждым слоем катализатора осуществляется распределение потоков по сечению реактора. Продукты реакции I ступени проходят систему теплообменников и холодильников в газосепараторе 3 высокого давления отделяется сухой циркуляционный газ, который возвращается в систему компрессором 4. Катализат из сепаратора 3 после частичного дросселирования и подогрева поступает в газосепаратор-испаритель 5, где из катализата выделяются остальные газы I ступени гидрокрекинга. Гидрогенизат, выходящий с низу газосепаратора 5, также подогревается в теплообменниках и печи и проходит реактор 6 гидрокрекинга И ступени, которая характеризуется применением активного бифункционального расщепляющего катализатора. [c.286]

Распределение катализатора между слоями. При разбиении всей массы [c.441]

Однако при вариации любой начальной температуры газа перед слоем катализатора изменяется распределение общего объема газа между слоями. Поэтому объем катализатора в каждом слое зависит от начальных температур всех слоев и уравнения (VI,62) заменяются уравнениями [c.459]

Особую трудность вызывает смешение потоков между слоями катализатора в объеме с большой площадью и малой относительной высотой. Параллельные струи не обеспечивают необходимой полноты смешения. Для этого используют спиральный канал типа трубы Вентури, расположенного поперек основного потока (рис. 4.40). Путь смешения в нем составляет 8-10 калибров. Во избежание неравномерности распределения потока в последующем слое катализатора после смесителя устанавливают распределитель потока. [c.239]

Последовательность адиабатических слоев используется в многослойных реакторах (рис. 4.74, д). Теплота между слоями отводится с помощью встроенных теплообменников или вводом холодного газа, как показано на этом рисунке. Теплоносителем может быть как посторонний компонент, не участвующий в реакции, так и сама реакционная смесь или ее компоненты. В последнем случае процесс в реакторе протекает адиабатически, без отвода теплоты постороннему теплоносителю, но организация теплообмена между потоками внутри реактора создает необходимый температурный режим процесса. Основное требование к процессу в адиабатическом слое — достижение почти полного или равновесного превращения на выходе из него. В противном случае может произойти следующее. Из-за неоднородности слоя катализатора, загружаемого внавал , большая часть газа будет проходить по пути с менее плотной упаковкой зерен, слабо проникая в более плотные области. Неоднородное распределение потока в слое приведет к различному превращению в различных его частях и, соответственно, к разному тепловыделению и неоднородности температурного распределения. Это внутреннее свойство неподвижного зернистого слоя. Если процесс в слое близок к завершению, то неоднородности превращения сглаживаются — превратить больше, чем до полной или равновесной степени превращения невозможно. Адиабатический процесс используют, если максимальный разогрев, определяемый величиной не превышает допустимый предел для данного процесса. [c.220]

Обратимую эндотермическую реакцию проводят адиабатически в неподвижном слое катализатора. Диафамма Т-х такого процесса показана на рис. 6.12 (линия 7). Проведение процесса в двухслойном реакторе с распределением пара между слоями (линия 2 на рис. 6.12) позволяет увеличить степень превращения, а использование реактора с радиальными слоями катализатора (см. разд. 5.6.8) существенно сокращает его гидравлическое сопротивление. Реакционная смесь после реактора поступает на разделение. Теплоту реакционной смеси регенерируют. [c.365]

Задача оптимизации многослойного КА в схеме с рециклом была сформулирована следующим образом найти коэффициенты распределения потоков Р, С нК заданного состава и расхода между слоями контактной массы, обеспечивающие требуемую производительность аппарата (полное превращение 802, содержащегося в потоке Р) при минимальном объеме катализатора. [c.12]

Это позволило выдвинуть общий принцип оптимальности для контактного отделения замкнутой СКС оптимальное функционирование многослойного КА обеспечивается при подаче всего потока К на вход 1-го слоя катализатора и распределении потоков исходного сырья (Г и С) между слоями КА в таком отношении, при котором все количество ЗОг распределяемое в конкретный (г+1)-й слой вместе с потоком Г (и только это количество) будет в нем же превращено. Данный принцип является инвариантным по отношению к любым возмущениям, действующим на систему, а, следовательно, он может использоваться для решения задач как оптимального проектирования КА, так и оптимального управления ими. Причем, в контексте этого принципа задачи оптимального проектирования и управления являются последовательными и непротиворечивыми этапами общей задачи - оптимизации контактного отделения. [c.20]

Катализатор загружают одним слоем на подушку из фарфоровых шаров. Сверху в слой катализатора вставлены фильтры для улавливания продуктов коррозии. Фильтр представляет собой перфорированный цилиндр высотой 550 мм. Цилиндры равномерно размещают по сечению реактора. Верхние обрезы их защищены козырьками. Суммарная площадь свободного сечения цилиндров должна быть не менее 90 % площади сечения реактора. Температура в слое катализатора замеряется многозонной термопарой. Для гидроочистки дизельных топлив с высоким экзоэффектом применяется секционный реактор (рис. 75П). Катализатор загружают слоями. Газо-сырьевой поток направляют аксиально сверху вниз. В верхней части реактора также размещаются фильтры, но выше них монтируется распределительная тарелка для равномерного распределения жидкой фазы над слоем катализатора. На тарелке равномерно помещают переточные патрубки, сверху защищенные козырьками. Суммарная площадь патрубков должна быть не менее 90 % площади свободного сечения реактора. Для предотвращения сильного повышения температуры в слое катализатора в пространство между слоями подается охлаждающий поток газа. Под вводом хладагента размещается горизонтальная многоточечная термопара. [c.800]

Полочные контактные реакторы — для проведения реакций с заметным тепловым эффектом. В них катализатор находится небольшими слоями на нескольких, расположенных одна под другой полках (металлические листы, сетки, колпачковые тарелки). Тепло реакции, уносимое газовым потоком с нижележащей полки, до входа потока на следующую полку отнимается в специальном теплообменнике, расположенном либо между полками в самом аппарате, либо вне его. Конструкция этих аппаратов при небольшом числе полок сравнительно проста при небольшой высоте слоев катализатора гидравлические сопротивления незначительны, ио в то же время это затрудняет равномерное распределение потока газа по сечению аппарата. Расположение теплообменников позволяет применять высокотемпературные теплоносители и осуществлять интенсивный теплообмен. [c.184]

Фильтруемость сырья и распределение потока. Во всех реакторах с нисходящим потоком исходных жидкости и газа предусмотрены специальные устройства для равномерного распределения сырья по поперечному сечению реактора или между слоями катализатора в многослойном реакторе. Как уже говорилось, такому распределению способствуют опорные шарики, которые, кроме того, мешают засорению слоя катализатора твердыми частицами, поступающими в реактор с исходным сырьем. Во многих реакторах твердые частицы отсеивают, используя цилиндрические корзинки из проволочной сетки, поме- [c.111]

Катализатор по переточным трубам 7, вмонтированным в трубную решетку, опускается в отпарную зону. Объем катализатора в отпарной зоне 10—12 м длительность его пребывания в этой зоне 6—8 мин. Основное назначение отпарной зоны — удаление углеводородов, адсорбированных на поверхности катализатора и увлеченных с движущимся его слоем. Это достигается подачей перегретого водяного пара под выравнивающее устройство 8, а в некоторых случаях —- в маточник, расположенный над выравнивающим устройством (на рисунке не показан). Комбинированная подача пара обеспечивает более равномерное его распределение по слою катализатора, находящегося в отпарной зоне. При достаточном объеме подаваемого пара парциальное давление нефтяных паров в пространстве между гранулами снижается и создаются условия, способствующие десорбции углеводородов из пор катализатора, Чрезмерная подача пара заметно не улучшает процесс удаления углеводородов из катализатора. [c.85]

При решении вопроса о распределении потока холодного газа между слоями катализатора и об относительной высоте этих слоев в общем случае можно рассматривать два основных варианта [c.403]

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]

Рис. У-23. Варианты распределения потока холодного газа между слоями катализатора в многослойном контактном аппарате.

Оба рассмотренные выще варианта распределения потока холодного газа между слоями катализатора в многослойном контактном аппарате представлены графически на рис. У-23. [c.404]

Наиболее выгодное для достижения минимального объема катализатора распределение температуры и степени превращения исходного вещества между слоями должно отвечать минимуму функции [c.405]

За исключением распределения воздуха между слоями и более высокой эффективности катализатора, приведенные данные соответствуют табл. 9.2. [c.227]

Установки ДК различаются общим количеством слоев катализатора, распределением их по ступеням и схемами теплообмена между газовыми потоками. Число слоев катализатора в контактных аппаратах систем ДК принимается равным 4—5, распределение слоев по стадиям может быть, например, 2-1-2, или 3+1 и т.д. Расчеты показывают, что схема 2 + 2 требует наибольшего расхода катализатора и теплообменной поверхности. Для схем 3+1 и 3 + 2 суммарная поверхность теплообменников примерно одинакова, но в схеме 3 + 2 масса загружаемого катализатора примерно на 15% меньше. Кроме того, два слоя катализатора на второй ступени обеспечивают меньшую чувствительность процесса к изменению условий эксплуатации. [c.132]

Так же как и при работе с промежуточными теплообменниками, выбор режима осуществляется варьированием начальных температур газа и конечных степеней превращения. Однако при вариации любой начальной температуры газа перед слоем катализатора изменяется распределение общего объема газа между слоями. Поэтому объем катализатора в каждом слое зависит от начальных температур всех слоев и уравнения (Х,31) заменяются уравнениями [c.429]

Выполнение реактора с насадкой в виде нескольких слоев вместо одного большого слоя обусловливается требованием регулирования температуры посредством теплообмена, а иногда необходимостью улучшить распределение газового потока или уменьшить потери давления. Большинство реакторов с неподвижным слоем снабжено устройством для теплообмена (рис. Х1-17). Широко применяются автотермические процессы, в которых осуществляется теплообмен между исходной и конечной смесями. Комбинации различных способов теплообмена могут быть применены в одном и том же аппарате (см. рис. Х1-8). Еще одним примером реактора с неподвижным слоем катализатора служат реакторы для окисления аммиака (рис. Х1-18). [c.371]

Распределение катализатора между слоями. При разбиении всей массы катализатора на ряд слоев с помощью полок продольное смешение реакционной смеси происходит лишь в пределах отдельных слоев, а между ними возможно выравнивание концентраций газа, проскочившего в виде пузырей и основного потока. В этом случае по принципу действия многослойный реактор приближается к каскаду реакторов идеального смешения. При реализации такого способа работы естественно возникает вопрос о наиболее правильном распределении суммарного объема ка1 ализатора между отдельными слоями [c.345]

Распределение катализатора между слоями. При разбиении всей массы катализатора на ряд слоев с помощью полок продольное смешение реакционной смеси происходит лишь в пределах отдельных слоев, а между ними возможно выравнивание концен- [c.408]

В центре этого очага перегрева частицы катализатора были прочно связаны с углем и частично размельчились. Очевидно, скорость газа не была равномерна по всему слою и была в очаге перегрева так мала, что перегрев превы- 1 шал 10°. Это вызвало отложение углерода и усиленное образование метана. ) Возможно, что изменение скорости и направления газового потока при входе в катализаторное пространство вызывает турбулентность, достаточную для получения более высокой скорости в части слоя и очень малой скорости в той I части, где образовался местный перегрев. Чтобы избежать неравномерного распределения потока газа по слою катализатора, последний был разделен на три горизонтальных слоя. Между слоями были оставлены пустые про- странства, обеспечивавшие перераспределение газового потока перед каж- дым слоем. Кроме того, были установлены специальные решетки, также спо- собствовавшие равномерному распределению газа синтеза. После этих изме- нений ход процесса значительно улучшился, но после двухмесячной работы снова было установлено наличие местного перегрева и отложения углерода в части катализатора, прилегающей к месту входа газа синтеза. I [c.340]

Применение рассматриваемых методов расчета представляет большой интерес для многослойных реакторов, например реакторов платфор/минга, гидрокрекинга, гидроизомеризации и т. л. В таких реакторах катализатор располагается в нескольких последовательно расположенных слоях, причем имеется возможность различных вариантов регенеращии с подачей всего количества кислорода в первый слой или с его распределением между слоями. Большое число возможных вариантов практически иоключает определение оптимального режима при экспериментальном исследовании, и выбор между различными вариантами регенерации может быть сделан только методами математического моделирования. [c.156]

Катализатор распределяется по царгам. В каждой из них слой катализатора располагается между двумя полками-сетками, из которых одна подвижная и поджимается к катализатору пружинами. При таком распределении катализатора по высоте реактора последний можно считать полочным с раздельной подачей части исходного газожидкостного потока под каждую из царг-ступеней (рис. 37). [c.108]

В некоторых случаях распределение R4NX между водной и органической фазами сильно зависит от температуры. Известен по крайней мере один случай, когда для переведения всего катализатора в водный слой достаточно простого охлаждения [1733], поскольку коэффициенты распределения Do и D25 различаются приблизительно в 100 раз. [c.93]

Бартоломе и Крабец рассчитали многослойный адиабатический реактор для равновесной реакции НаО+С0 — На+СООни рассмотрели зависимость между превращением и входной температурой, влияние старения катализатора на степень нревращения, а также возможность увеличения нревращения путем наилучшего распределения катализатора по нескольким слоям с промежуточным охлаждением реакционной смеси. Они пришли к выводу, что если температура на входе выбрана правильно, отклонение от оптимального распределения катализатора в двухслойном реакторе оказывает лишь незначительное влияние на конечную степень превращения. Расчет оптимального распределения катализатора довольно прост, если имеется необходимая и надежная информация. Строго говоря, такой оптимум действителен только для заданных состава сырья и нагрузки реактора. Так как на работающей установке эти условия могут меняться, очень важно выяснить возможность оптимизации при измененных условиях. [c.215]

При применении неподвижного слоя контактов размером 2-5 мм выбор направления потока в реакторе определяется обеспечением наилучшего контакта реагирующих фаз с катализатором и между собой. Б этом случае вакнейшшл фактором, определякшщм гидродинамику процесса, является величина плотности орошения жидкой фазы потока. Наблюдения за распределением температуры в поперечном сечении реактора при нисходящем движении газо-жидкостного потока в процессе гидроочистки на алюмо-кобальт-молибденовом катализаторе свидетельствуют о наличии существенной неравномерности при плотности орошения по асидкой фазе менее 12 и более [c.67]

В гомогенных системах катализатср находится в виде отдельных молекул, распределенных между молекулами реагентов, причем оба являются или газом или жидкостью и одинаково подвижны. Законы термодинамики и кинетики очень успешно применяются к гомогенным системам, но не охватывают случаев, когда система имеет несколько состояний агрегации, получающихся вследствие комплексообразсвания, препятствующего равномерному и полному распределению. Состояние веществ на границе раздела и внутри фаз различно по концентрации и подвижности, а также по реакционной способности молекул. Чтобы произошла каталитическая реакция, необходим молекулярный обмен между границей раздела фаз и внутренней частью фазы. К химическому процессу превращения молекул в пограничном слое присоединяется физический процесс диффузии. Превращение компонентов системы в тонкой пленке нельзя измерить непосредственно поэтому измеряют изменение количества веществ во внутренней фазе. В гомогенном катализе катализатор находится в тесной смеси с реаги-руюпщми компонентами и действует своей массой, так что во многих случаях константа скорости реакции изменяется прямо пропорционально концентрации катализатора. В таких системах эффективность различных катализаторов можно сравнивать по величинам констант скоростей реакции, так как по ним возможна точная оценка относительной активности. - [c.175]

Для устойчивой работы контактного аппарата необходимо равномерное распределение газа и температур по сечению аппарата, достаточная амощность теплообменников, надежная схема регулирования, простота обслуживания и ремонта и др. Наибольшая равно.мерность температур и концентраций газа в аппарате достигнута при использовании выносных теплообменников. В контактных аппаратах производительностью 500 и 1000—1500 т/сут перегородки между слоями катализатора могут быть плоскими или сферическими, связанными стойками с несущими балками, или опирающимися на центральную колонну. [c.175]

Одноступенчатый процесс гидрокрекинш вакуумных ДИС-.. тиллятов проводится в многослойном (до пяти слоев) реакторе с несколькими типами катализаторов. Для того, чтобы градиент темпере тур в каждом слое не превышал 25 °С, между отдельными слоями катализатора предусмотрен ввод охлаждающего ВСГ (квенчинг) и установлены контактно —распределительные устройства, обеспечивающие тепло— и массообмен между газом и реагирующим ПОТС ком и равномерное распределение газожидкостного потока над слоем катализатора. Верхняя часть реактора оборудована гасителями кинетической энергии потока, сетчатыми коробками и фильтрами для улавливания продуктов коррозии. [c.239]

В первой, или верхней, зоне имеется устройство для распределения пост -пающего сюда регенерированного катализатора по поперечному сечению аппарата. Катализатор движется по конусной поверхности 1, а затем по пере-точным трубам 2 опускается в реакционное пространство. Удлиняя илп укорачивая переточные трубы перед пуском установки в эксАлуатацию, можно менять высоту слоя катализатора в рабочей — реакционной, или третьей, зоне реактора. Горячие пары сырья поступают из змеевиков печи во вторую зону реактора, в пространство между указанныд1я переточнымп трубами. Это пространство ограничено сверху днищем, а снизу слоем катализатора. [c.98]