Трубные реакторы

Существует два основных типа реактора для непрерывных испытаний интегральный трубный реактор и дифференциальный реактор. [c.55]

В интегральном трубном реакторе профиль концентрации реагирующего вещества образуется вдоль длины катализаторного слоя и скорость реакции изменяется также вдоль длины конвертора. [c.55]

Для получения кинетических. данных наиболее простой путь — осуществление изотермической р аботы интегральных конверторов, так как это ограничивает число переменных и облегчает интегрирование. Однако на практике изотермическая работа редко осуществляется, особенно для реакций с высокими тепловыми эффектами,вследствие ограничений в отводе тепла. Эти ограничения имеют большое значение, потому что плохой контроль за потоком тепла, приводящий к небольшим температурным градиентам в слое, может вызвать очень сильный эффект, поскольку скорость реакции экспоненциально зависит от температуры. При исследовании экзотермических реакций обычно применяют адиабатические трубные реакторы. Система температурного режима осуществляется таким образом, чтобы предотвратить утечку тепла через стенки реактора. Следовательно, профиль температур развивается вдоль длины реактора, размеры последнего зависят от теплоты реакции, теплоемкости реакционной среды и кинетики реакции. Полномасштабные заводские конверторы вследствие низкого соотношения поверхности и объема обычно работают адиабатически, и поэтому адиабатические- конверторы небольшого размера могут быть полезны для испытания на длительность пробега или для моделирования промышленной производительности. Эти конверторы могут работать либо на уровне полупромышленного масштаба, либо как пилотные установки. Адиабатические реакторы в настоящее время применяются для моделирования полномасштабных промышленных условий таких реакций, как высокотемпературная и низкотемпературная конверсия окиси углерода, реакция метанирования и синтез аммиака. [c.56]

Уже указывалось, что обычно труднее вывести кинетическое уравнение из интегральных данных, чем из дифференциальных. Степень трудности увеличивается, когда интегральные трубные реакторы работают адиабатически. Однако в этих условиях можно получить большое количество информации из относительно малого числа экспериментов, и иногда полезно использовать данные такого типа для вывода рабочего уравнения. В любом случае рабочее уравнение, полученное из дифференциальных данных, может быть исполь- [c.56]

В том случае, когда процесс лимитирует теплопередача, решением проблемы может стать многотрубный реактор, который удобнее моделировать при переходе с малого масштаба на трубы полного размера. Это позволяет избежать трудностей, которые возникают, если масштабный переход делают на основе данных, полученных в условиях, не соответствующих изотермическим и адиабатическим. Прекрасным примером сильно эндотермической реакции такого рода является реакция парового риформинга. Лучший способ испытания катализаторов риформинга заключается в испытании в трубах полного размера, т. е. на полупромышленной установке. Это большое преимущество, так как моделируется промышленная работа, при которой просто увеличивается число труб. Однако и тщательно разработанные испытания небольшого масштаба имеют большое значение — для начального быстрого просеивания новых каталитических композиций. В этих случаях используются небольшие трубные реакторы, обогреваемые таким образом, чтобы воспроизвести обычный температурный профиль в реакторе. [c.57]

Дифференциальные трубные реакторы имеют и добавочное преимущество перед интегральными. Оно заключается в том, что однообразие свойств движущейся среды по всему слою обеспечивается турбулентным режимом течения. В дифференциальную систему необходимо вводить как реагирующие вещества, так и продукты реакции, чтобы можно было установить их влияние на скорость реакции. [c.58]

Используют три типа дифференциальных реакторов проточный трубный реактор, реактор с рециркуляцией и резервуарный реактор с перемешиванием. [c.58]

Проточные трубные реакторы [c.58]

Исходные данные к расчету вихревого термокаталитического трубного реактора. [c.299]

Рис. III. 5. Трубный реактор с металлическим кожухом для дегидратации спиртов / — кожух 2—трубные решетки 3 — верхняя крышка 4—нижняя крышка 5—трубка.

Трубные реакторы могут применяться и для проведения экзотермических процессов. Тогда через межтрубное пространство пропускается хладоагент. [c.81]

Высокоэффективным, с экономической точки зрения, является применение внутреннего теплообмена для отвода тепла экзотермической реакции. Под внутренним теплообменом подразумевается использование в качестве хладоагента сырья, поступающего на реакцию. При этом сам он нагревается до температуры реакции. Схемы трубных реакторов с внутренним теплообменом приведены на рис. III. 7. [c.81]

Реактор, показанный на рис. III. 7, а, конструктивно отличается от обычных трубных реакторов с металлическим кожухом тем, что нижняя трубная решетка 6 не прилегает к стенкам кожуха 5, вследствие чего межтрубное пространство сообщается с трубным. Свежее сырье движется противотоком к газу, идущему по трубкам 4, и нагревается за счет тепла реакции, охлаждая при этом реакционную зону. Нагревшись до температуры реакции, сырье поступает в трубки 4, заполненные катализатором. [c.81]

Рис. 111.7. Трубные реакторы с внутренним теплообменом при противотоке (а) и прямотоке или противотоке (б)

Реактор, изображенный на рис. III. 7, 6, оборудован специальной коммуникацией, позволяющей направлять поток свежего сырья сначала через межтрубное, а потом через трубное пространство (по желанию прямотоком или противотоком) и, таким образом, осуществлять внутренний теплообмен. Дополнительная коммуникация усложняет аппарат и увеличивает потери тепла. Однако она дает возможность использовать для внутреннего теплообмена обычные трубные реакторы. [c.84]

Для реакторов с теплообменом через стенку характерно увеличение удельного расхода металла с возрастанием удельной поверхности теплообмена. Сравнение трубных и кожухотрубных реакторов показывает, что в первом случае затраты металла на единицу полезного объема аппарата несколько выше. Это связано с тем, что коэффициент использования полезного объема трубного реактора меньше. Зато их удельная поверхность теплообмена больше, чем у кожухотрубных. Расчеты расхода металла, в частности легированных сталей, необходимо проводить в каждом конкретном случае. [c.93]

Интегральные трубные реакторы могут работать в трех различных режимах изотермическом, адиабатическом или псевдоизотер-мическом. [c.56]

Интерес к этим реакторам для изучения кинетики каталитических газовых реакций недавно был возрожден Карберри [13] и Бриском с сотрудниками [14]. Фирма Ай-Си-Ай использовала реакторы для различных целей, включая исследование кинетики низкотемг пературной реакции конверсии и эффекта отравления катализатора. Этот тип реактора особенно удобен для дифференциального изучения отравления катализатора, поскольку, в противоположность трубному реактору, весь катализатор одновременно подвергается действию одной и той же концентрации яда, [c.59]

Для того чтобы увеличить до максимума выход целевого продукта в данном реакторе, должно быть изучено взаимодействие таких переменных, как производительность, длина реактора и рабочая температура, с селективностью и степенью превращения. Конечно, экономические вопросы (например, капитальные вложения и затраты на исходное сырье) рассматриваются с этой точки зрения, ограничивая размер реактора и нижний предел объемной скорости. Смит и Карберри [21, 22] описали детальную методику моделирования реакций и оптимизации переменных процесса с целью увеличения до максимума выхода продукта. Методика применена как к реакторам с фиксированным слоем [21], так и к трубным реакторам [22] для окисления нафталина, но метод может быть распространен на большинство реакций. На основе данных, полученных в этих исследованиях, можно сделать заключение, что процесс в реакторе с фиксированным слоем лимитируется диффузией в таблетке катализатора, а в трубчатом реакторе — теплопередачей в стенках труб. Такие наблюдения наводят на пути дальнейшей оптимизации процесса соответствующими изменениями катализатора и конструкции реактора. [c.105]

Трубные реакторы (рис. П1.5 и 1П.6) пригодны для проведения как эндотермических, так и экзотермических процессов. К первым относятся дегидрирование углеводородов (бутана, бутиленов, этилбензола и т. д.), дегидратация и дегидрирование спиртов и другие реакции, ко вторым — окисление различных органических соединений, гидрогалогенирование, например, ацетилена и т. д. В зависимости от характера процесса трубные реакторы допускают применение разнообразных теплоносителей и хла-доагентов. [c.80]