Реактор с теплообменной поверхностью

В случае проведения процессов с большим тепловыделением (Q > > 300 ккал/кг) встроенные в реактор теплообменные поверхности располагать в нисходящем потоке, так как именно здесь наблюдается наибольшая теплоотдача в системе жидкость—газ—твердое тело (катализатор). [c.246]

Снаружи реактора теплообменную поверхность устанавливают в виде рубашек и змеевиков. [c.151]

При слабом теплоотводе, например, через равномерно расположенные по высоте реактора теплообменные поверхности (трубчатый [c.93]

Змеевики трубчатых печей для термического крекинга и пиролиза являются типичным примером змеевиковых реакторов с теплообменной поверхностью для эндотермических реакций. Конвекционный [c.277]

Как уже отмечалось, тепловой эффект реакции полимеризации составляет 96,37 кДж/моль (23 ккал/моль). При недостаточном теплоотводе температура процесса очень быстро может повыситься до опасных пределов. Однако отвод тепла реакции через теплообменную поверхность реактора невозможен, так как на его стенках образуются полимерные отложения. Поэтому прибегают к циркуляции этилена (парогазовой смеси этилена с растворителем). Тепло при этом отводится за счет испарения растворителя и нагрева рециркулирующей парогазовой смеси (ПГС). [c.114]

В нефтеперерабатываюшей промышленности наиболее распространен процесс сернокислотного алкилирования в разных вариантах. Тепло реакции может отводиться посредством охлаждения реакционной смеси через теплообменную поверхность или за счет частичного ее испарения. Соответственно имеется два типа реакторов. [c.83]

Роторный аппарат, используемый в качестве химического реактора, должен иметь площадь теплообменной поверхности [c.205]

Теплообменная поверхность этого аппарата рассчитывается по величине теплового потока Q + Qi,.. Тепловой поток, вносимый с парами жидкости, определяется (Вт) из условия, что в холодильник поступает в 1 ч не более 5 % объема жидкости v , находящейся в реакторе, т, е. [c.252]

Выбранный реактор с номинальным объемом = 2 м будет содержать жидкости = ((>v = 0,75-2 = 1,5 м . Его теплообменная поверхность fр = 6,5 м должна обеспечить тепловой баланс согласно уравнению (9.40). [c.260]

Площадь теплообменной поверхности реактора с механическим перемешиванием газа в жидкости рассчитывается по формуле (9.39) с учетом теплового потока, определяемого по формулам (9.62) или (9.66). Коэффициент теплоотдачи а от газожидкостной смеси, перемешиваемой шестилопастной турбинной мешалкой, к стенке сосуда, заключенного в рубашку, можно рассчитать по уравнению [c.272]

Удельная теплообменная поверхность аппарата Pyr = / см = 120/16,5 = 7,3 м что менее 10 м следовательно, в качестве реактора можно взять барботажную колонну. [c.280]

Ориентируясь на данные, приведенные в примере 9.5, примем предварительно коэффициент теплопередачи в реакторе К = = 800 Вт/(м2-К) и среднюю разность температур А/(,р = 25°С. Тогда, полагая что весь тепловой поток реакции необходимо отвести через теплообменную поверхность аппарата, найдем ее площадь [c.286]

В формуле (У,41) знаком V соединены элементы, которые могут быть включены в заданную конструкцию аппарата независимо от наличия или отсутствия остальных, а знаком Л соединяются элементы, которые требуют одновременного присутствия их в заданной конструкции аппарата. В качестве независимых переменных, соединенных знаком V. могут выступать, например, адиабатический реактор и реактор с теплообменными поверхностями, а в качестве зависимых переменных, соединенных знаком Л, например, теплообменные поверхности реактора и направление движения теплоносителя, так как эти признаки, взятые в отдельности, не имеют физического смысла. В формуле (У,42) в скобках заключены однотипные признаки (элементы) конструкции аппарата. [c.224]

Для теплопередающих сред уравнение существенно усложнилось за счет того, что в него вошли коэффи циент теплопередачи к и температурное воздействие 0 которые зависят не только от теплофизических и физи ко-химических свойств вещества, не непосредственно конечно, но и от гидродинамических режимов переме шивания вещества в реакторе. Они также зависят от физической природы теплоносителя, гидродинамических режимов течения конденсатной пленки или жидкого теплоносителя, конструкции теплообменных поверхно- [c.41]

Катализатор, кроме своей основной функции ускорителя химической реакции, выполняет роль регенеративных теплообменников. Это позволяет практически полностью исключить теплообменное оборудование, что снижает металлоемкость контактных узлов для различных процессов в 3—20 раз. Так, на 1 т/сут вырабатываемой серной кислоты требуется 20—25 теплообменной поверхности для предприятий, производящих серную кислоту из серы или серного колчедана. При переработке отходящих газов цветной металлургии эта величина достигает 50 м . Для реактора мощностью - 1000 т/сут серной кислоты масса теплообменников составляет 1000—2000 т. Потребность в этих теплообменниках для реакторов, работающих в нестационарном режиме, отпадает. [c.122]

Конструктивно теплообменные поверхности могут быть выполнены в различных вариантах в зависимости от конструкции каталитического реактора.. Примеры конструктивного оформления холодильников приведены на рис. 33. [c.52]

Интенсивный теплоотвод особенно важен для устойчивости температурного режима реакторов нри сильно экзотермических процессах. Температурный режим будет устойчивым, если увеличение количества выделяющегося тепла при ускорении реакции вследствие роста температуры меньше соответствующего увеличения теплоотвода. Это условие для любого кинетического уравнения и вида теплообменной поверхности формулируется так [1] [c.106]

Кинетические расчеты в совокупности с материальными и тепловыми балансами позволяют определить основные размеры каталитического реактора. Важнейшими задачами расчетов является также определение гидродинамических параметров реактора и поверхности теплообменных элементов. [c.113]

Скорость циркулирующей жидкости может достигать 1—2 м/с. Это позволяет обрабатывать в газлифтном реакторе неоднородные жидкие системы с большим различием плотностей сплошной и дисперсной фаз. Интенсивная циркуляция способствует лучшему теплообмену между жидкостью и теплообменными поверхностями, образованными стенками барботажных труб. Возможность размещения в газлифтных аппаратах больших поверхностей теплообмена без нарушения принципа циркуляции делает их наиболее эффективными устройствами для проведения реакций с большим тепловым эффектом. [c.9]

Иногда в химической технологии встречаются процессы, прн которых отвод реакционной теплоты через теплообменные поверхности затруднен вследствие отложения на них продуктов реакции,, имеющих большое термическое сопротивление. В этом случае рациональнее отводить теплоту экзотермических реакций за счет испарения части жидкости при подаче в аппарат избыточного количества газа 1/р. Такой прием, широко распространенный, например, при полимеризации этилена в барботажных реакторах,, видоизменяет уравнение баланса (И.28), из которого исключается параметр Q. [c.27]

Теплоотдача от газожидкостной смеси к теплообменной поверхности. В зависимости от конструктивного исполнения барботажного реактора возможны два случая теплоотдачи, обусловленные гидродинамическим состоянием двухфазного потока. [c.27]

Теплообменную поверхность реактора можно увеличить, применив специальную конструкцию барботажной трубы (рис. 38). Здесь вокруг барботажной трубы 1 расположены вертикальные [c.78]

Рассмотренные здесь многотрубные газлифтные реакторы, обладая большей удельной теплообменной поверхностью по сравнению с колонными аппаратами, имеют и свои недостатки. Прежде всего это касается сложности изготовления и большой металлоемкости. Конструктивно более совершенными следует признать газлифтные реакторы, в которых барботажные и циркуляционные трубы объединены в общем кожухе [71 ]. Два варианта таких кожухотрубных газлифтных реакторов показаны на рис. 42. [c.80]

Установка одной или нескольких циркуляционных труб большого диаметра и увеличение диаметра й барботажных труб позволяют изменять как рабочий объем реактора (объем трубного пространства), так и его теплообменную поверхность (рис. 43). Значения и приведены для трубного участка реактора высотой 1 м. Кривые на рис. 43 построены для частного случая, когда диаметр кожуха реактора О = 2000 мм, а шаг размещения труб 3 = + 15 мм, однако их расположение будет аналогичным и для реакторов других диаметров О, . Эти кривые показывают, что для реакций с небольшим тепловым эффектом, но продолжительных по времени, когда требуется большой рабочий объем, [c.81]

III. Теплообмен между кипящим слоем и ограничивающими его поверхностями другой температуры — наружными стенками реактора или поверхностями погружаемых в слой теплообменников. Из-за высоких объемной теплоемкости и плотности зерен механизм теплоотдачи в этом случае должен быть аналогичен механизму переноса импульса от поверхности движущихся в кипящем слое тел (см. раздел III.4), определяющему сопротивление этому движению. [c.121]

Кроме того, изменяя параметры обратной связи, мы можем влиять на тепловыделение системы и даже на теплопередачу теплообменной поверхности. И, наконец, еще одно важное обстоятельство. Рециркуляция позволяет совершенно свободно оперировать скоростью потока в реакторе и, следовательно, макро-кинетической характеристикой процесса, т. е. влиять на массо-и теплообмен в зоне гетерогенного катализа. Это обстоятельство очень важно для ускорения процессов, протекающих в диффузионной области. [c.10]

При выделении в ходе реакции больших количеств тепла аппарат должен быть разделен на элементарные реакторы малого диаметра для увеличения отношения внешней теплообменной поверхности аппарата к его объему и предотвращения возможности нei o-пустимого повышения температуры в нем. Обычно в таких случаях используют реактор, представляющий собой систему трубок малого диаметра. Диаметр выбирают из расчета получения допустимой разности температур между ядром потока внутри трубки и стенкой, соответствующей максимальному выходу продукта. [c.421]

Таким образом, условие устойчивости стационарного состояния реактора с внутренним теплообменом с одинарными трубками означает, что параметрическая чувствительность среднеинтегральной разности температур между слоем катализатора и газом в трубках к температуре входа в слой была меньше некоторой величины, определяемой параметрами теплообменной поверхности и нагрузкой на аппарат. [c.229]

Реакторы с поверхностью теплообмена выполняются в виде трубчатых теплообменных аппаратов с насыпанным в трубки или межтрубное пространство катализатором, а также в виде непрерывных змеевиков с внешним обогревом или охлаждением. Применяются также пластинчатые реакторы. Реже применяются цилиндрические аппараты с наружной охлаждаюЕцей или нагреваюгцей рубашкой. [c.276]

Примером змеевнкового реактора с развитой теплообменной поверхностью является реактор для производства полиэтилена в. д. (рис. 141). Реактор представляет собой теплообменник типа труба в трубе , элементы которого соединены двойниками. [c.277]

Промьшгленные установки сернокислотного С — алкилирова — ния. На отечественных установках сернокислотного С — алкилиро — вания применяются реакторы двух типов, отличающиеся способом от вода выделяющегося тепла — охлаждением хладоагентом (аммиаком или пропаном) через теплообменную поверхность и охлаждением за счет испарения избыточного изобутана. В первом случае в а/килаторе-контакторе вертикального или горизонтального типа, с1[абженном мощной мешалкой, имеются охлаждающие трубы, в которых хладоагент испаряется, пары которого направляют затем в холодильную установку, где они снова превращаются в жидкость. [c.144]

Выше было показано, что эффективная теплопроводность кипящего слоя в сотни и тысячи раз больше, чем неподвижного. Коэффициенты теплоотдачи от неподвижного слоя составляют обычно 5—20 ккал/(м ч град), а от кипящего 100— ООО ккал м -ч-град) [1, 65, 79, 80], т. е. повышаются в десятки раз. Благодаря применению жидких хладагентов вместо газовых в десятки и сотни раз повышаются коэффициенты теплоотдачи по другую сторону теплообменной стенки. Таким образом для сильно экзотермических реакций создаются условия для уменьшения теплообменных поверхностей в десятки раз по сравнению с теплообменниками для реакторов неподвижного слоя. Это, в частности, относится к синтезу аммиака и окислению концентрированного сернистого газа. В таких процессах, в которых тепло реакции полностью затрачивается на подогрев поступающего холодного газа, значения невелики и уменьшение теплообменпых поверхностей много меньше. [c.106]

Проведение многих реакций нефтехимического синтеза требует принятия специальных мер для интенсификации теплообмена в реакторах. С этой целью реакторы снабжаются достаточно большой удельной теплообменной поверхностью (т. е. поверхностью на единицу реакционного объема) и в них создаются условия, обеспечивающие максимальные значения коэффициентов теплопередачи. Наибольшие величины удельной поверхности достигаются в трубчатых реакторах (до 200 м ) и в реакторах колонного типа с внутренними трубчатыми или змеевиковыми теплообменниками (50—100 м ). Наименьшие удельные поверхности имеют реакторы емкостного типа с рубашкой (5—10 Г ). Для увеличения коэффициентов теплопередачи, которые определяются, как правило, теплоотдачей со стороны реакционного пространства, использукзт различные способы турбу-лизации среды высокие линейные скорости газа в трубчатых реакторах, барбо-таж в газожидкостных процессах, механическое перемешивание, псевдоожижение твердого катализатора или теплоносителя. Интенсификация теплообмена со стороны хладагента, если она необходима, достигается обычными способами турбулизация потока, теплосъем кипящей жидкостью, применение эффективных теплоносителей. [c.119]

Технический трихлорбензол хлорируют взятым в избытке хлором в стационарном слое катализатора, отводя выделяющееся реакционное тепло через теплообменную поверхность. Съем ГХБ превышает 1 кг с 1 кг катализатора в час. Выходящая из реактора 2 парогазовая смесь содержит ГХБ, НС1 и избыточный хлор. Конденсацию паров ГХБ осуществляют в две ступени. На первой ступени реакционные газы охлаждают до 230—240 °С в трубчатом теплообменнике 3 и получают жидкий ГХБ. На второй ступенн в аппарате 4 (пленочный кристаллизатор с принудительным удалением кристаллов с поверхности теплообменника) получают кристаллический продукт с помощью дальнейшего охлаждения водой до 30—50 °С. Получаемый кристаллический ГХБ содержит более 95% основного вещества. [c.426]

Для проведения реакций с большим тепловым эффектом используют аппараты с внутренними теплообменными элементами большой поверхности. Примером может служить реактор с пучком двойных теплообменных труб для алкилирования углеводородов, в частности для получения изооктана из изобутана и бутилена. В реакторе циркулирует эмульсия смеси углеводородов с серной кислотой. Реактор (рис. 4.6) имеет вертикальный цилиндрический корпус 6, рассчитанный на давление 1 МПа, внутри которого для отвода теплоты реакции расположен пучок 8 двойных теплообменных труб (трубок Фильда), окруженный кожухом 7, играющим роль направляющего диффузора. В нижней суженной части кя куха помещено колесо 11 осевого насоса (винтовая мешалка), обеспечивающее циркуляцию жидкости, перемешивание и обтекание теплообменной поверхности. Вал колеса выведен наружу через двойное торцовое уплотнение, привод расположен внизу. Вращение жидкости предотвращается продольными ребрами. Для подвода хладагента в верхней части расположены две распределительные камеры с трубными решетками 2 и 4. Верхние концы наружных теплообменных труб, заглушенных снизу, ра.звальцо-ваны в трубной решетке 4, верхние концы внутренних труб закреплены в решетке 2. Нижняя решетка 9 служит для крепления шпильками нижних концов теплообменных труб, чтобы обеспечить жесткость трубного пучка. Концы внутренних труб снабж ны продольными ребрами. [c.250]

Переход от периодического процесса смешения в емкости с мешалкой к непрерывному процессу с использованием статического смесителя-реактора позволяет повысить безопасность производства, существенно уменьшить габаритные размеры реактора и снизить потребление энергии. На рис. XVII-10 смеситель-реактор показан в момент установки статического смесителя. Статические смесители в таких реакторах играют роль теплообменных поверхностей и выполнены из труб, внутри которых циркулирует теплоноситель. Подобным образом удается реализовать реакторы вытеснения с заранее заданным профилем температуры по длине аппарата. [c.455]

На рис. ХХ1У-4 изображен горизонтальный реактор (контактор) сернокислотного алкилирования. Исходное сырье и кислота подаются в зону наиболее интенсивного смешения на вход пропеллерной мешалки 5. Далее смесь сырья и кислоты поступает в кольцевое пространство между корпусом 1 и циркуляционной трубой 2, циркулируя по замкнутому контуру в трубчатом пучке, как это показано стрелками на рисунке. Для отвода тепла, выделяющегося при экзотермической реакции, внутри циркуляционной трубы размещается развитая поверхность теплообмена с и-образными теплообменными трубками 4. Охлаждающим агентом являются освобожденные от кислоты испаряющиеся продукты реакции. Подобные контакторы выполняются также и в виде вертикальных аппаратов с теплообменной поверхностью, выполненной из двойных трубок (свечи Фильда). Хладагентом в этом случае служит испаряющийся аммиак или пропан. [c.638]

Выше отмечалось, что реакция алкилирования протекает со значительным положительным тепловым эффектом. Тепло реакции отво-дитсядвумя споссбами 1) охлаждением реакционной смеси через теплообменную поверхность 2) охлаждением смеси частичным ее испарением. Соответственно имеется два типа реакторов. [c.335]

Теплообменными элементами в реакторах типа РМС служат стенки сосуда, заключенные в рубашки, или змеевики, установленные внутри аппарата. При проведении реакций с большим тепловым эф ктом в аппаратах большого объема бывает недостаточно теплообменной поверхности рубашки и змеевиков. В этом случае устанавливают дополнительные выносные теплообменники, через которые циркулирует реакционная жидкость, перекачиваемая насосом. [c.12]

Общий подход к проектированию радиаторов типа NaK — воздух для опытных систем с реактором, предназначенным для авиации, весьма близок к принципу проектирования теплообменника типа расплавленная соль — NaK, рассмотренному в предшествующем разделе. Специфические проблемы, характерные для радиатора типа NaK — воздух, частично обусловлены значительно большими разностями температур между двумя теплоносителями, особенно на входе воздуха, и частично большим различием в значениях коэффициентов теплоотдачи, что требует развития теплообменной поверхности с воздушной стороны. Было проведено сравнение характеристик многих типов теплообменных матриц, которые могли быть использованы в данных целях. Результаты этого сравнения довольно сложно привести в настоящей главе. Был рассмотрен широкий диапазон диаметров труб и их шагов, шагов ребер и в каждом случае оценивались характеристики матрицы. Основными критериями при оценке являлись вес, объем, число соединений труб с коллектором, перепады давлений как со стороны NaK, так и с воздушной стороны, необходимые для обеспечения достаточно эффективного теплообмена при заданных скоростях течения обоих рабочих тел. Здесь достаточно сказать, что из рассматривавшихся четырех основных конфигураций матриц была выбрана представленная па рис. 14.12 комбинация круглых труб с плоскими ребрами. Эта матрица дает наилучшие характеристики агрегата в целом. Кроме того, она и в других от1юшениях (именно, в смысле эффективности теплообмена, технологичности li изготовлении, веса и способности противостоять термическим напряжегшям) [c.281]

Тепловой эффект реакции определяет необходимость теплообменной поверхности реактора, ее размеры. Инотда интенсивность тепловы-дел ений бывает настолько большой, что имеющихся способ ов отвода теплоты ие хватает для поддержа1ния заданной темлературы реакции. [c.215]