Аппарат для газофазных процессов

По тепловому режиму реакторы можно разделить на адиабатические аппараты и реакторы с теплообменом в реакционной зоне (внутренним теплообменом). В адиабатическом режиме тепло отводится либо самим реагирующим потоком, либо движущимся катализатором. В газофазных процессах, где теплоемкость реагирующего потока мала, проведение реакции в адиабатическом режиме приводит к появлению значительного перепада температуры но длине слоя катализатора. Чтобы этот перепад не превышал допустимых значений, реактор приходится разделять на ряд зон — адиабатических слоев, в промежутках между которыми поток охлаждается или нагревается до требуемой температуры. Изменение температуры реагирующей смеси может достигаться либо с помощью промежуточных теплообменников, либо путем добавления холодного (горячего) сырья или инертного вещества. [c.262]

Конструктивно лабораторные аппараты для жидкофазных реакций, работающие под давлением, можно разделить на автоклавы и аппараты колонного или трубчатого типа. Первые можно применять и как статические реакторы, и (при наличии специальных штуцеров) как динамические безградиентные аппараты для исследования кинетики реакций. Все варианты автоклавов должны предусматривать хорошее перемешивание реакционной массы. Аппараты второго типа представляют собой интегральные реакторы, подобные описанным выше для газофазных процессов. [c.415]

Осн. способ произ-ва А.-каталитич. восстановление нитробензола водородом в газовой или жидкой фазе. Газофазный процесс осуществляют в трубчатом контактном аппарате при 250-350 °С на никель- или медьсодержащем кат. [c.165]

Размер и форма гранул катализатора имеют значение с нескольких точек зрения. Во-первых, размер и форма зерен определяют гидравлическое сопротивление слоя, а следовательно, и энергетические затраты на транспорт реагентов сквозь контактный аппарат. Особенно сильно сказывается гидравлическое сопротивление слоя катализатора на газофазных процессах [c.313]

В то время как исследования газофазных процессов всегда ведутся динамическими методами, изучение кинетики реакции в жидкой фазе часто проводят в статических реакторах. Статические реакторы для чисто жидкофазных гетерогенно-каталитических процессов не отличаются от обычных лабораторных жидкостных реакторов. Здесь могут быть использованы и колбы с мешалками, и лабораторные аппараты с мешалкой. Катализатор загружается в аппарат в виде растертого порошка. Важно, чтобы было обеспечено хорошее суспендирование катализатора. [c.360]

В ряде технологических процессов механические перемешивающие устройства работают в весьма сильных коррозионных средах и при высоких температурах. Например, в контактных аппаратах газофазного окисления нафталина и ортоксилола перемешивание расплава нитратных солей (хладоагента при нормальном ходе процесса и теплоносителя при пуске процесса) [c.162]

Повышенная взрывоопасность пылеочистки обусловлена иногда недостаточной эффективностью пылеосаждения, что приводит к возникновению в газовом потоке твердых частиц и опасным последствиям при дальнейших операциях. Например, в газофазном процессе окисления нафталина отмечается значительный унос твердого катализатора с отходящим из контактного аппарата газовым потоком. Поэтому в последующей аппаратуре и трубопроводах протекают побочные процессы с образованием самовоспламеняющихся продуктов осмоления, что многократно приводило к загораниям. [c.179]

Адиподинитрил можно получать в жидкой и газовой фазе. При газофазном процессе в качестве катализатора применяют фосфорную кислоту на носителе. Сначала через расплавленную адипиновую кислоту, нагретую в испарителе до 200 °С, пропускают избыток аммиака. При этом происходит ступенчатое амидирование до моно- и диамида. Смесь паров этих веществ вместе с избыточным аммиаком поступает в контактный аппарат адиабатического типа, заполненный катализатором. В нем при 390—300 °С и времени контакта 6с завершается реакция [c.213]

Основные типы реакторов. Реакторы для газофазных процессов хлорирования и термического расщепления галогенпроизводных бывают трех основных типов (рис. 40), но всегда непрерывно действующими. Первый из них (рис. 40, а) не имеет поверхностей теплообмена и является адиабатическим реактором. Он предназначен для проведения экзотермических процессов собственно хлорирования и хлорирования, совмещенного с термическим расщеплением. Корпус реактора стальной, но футерованный изнутри диабазовыми плитками и огнеупорным кирпичом с целью защиты т коррозии и действия высоких температур. Хлоратор обычно имеет насадку (например, из динасового или шамотного кирпича), которая аккумулирует тепло, благодаря чему при подаче холодной смеси реакция не затухает. При пуске аппаратов такого типа необходим предварительный подогрев до температуры, достаточной для начала реакции. Для этого обычно используют горячие газы, получаемые при сжигании газообразного или жидкого топлива в специальной пусковой печи или в топке, смонтирован- [c.162]

Типы реакционных аппаратов для газофазных процессов. Одним из основных вопросов при конструировании реакционных систем для газофазного окисления является проблема отвода тепла. Высокая экзотермичность процесса наряду с небольшим коэффициентом теплоотдачи от газа к стенке делают эту проблему значительно более острой, чем при жидкофазном окислении. [c.520]

Эффективность процесса взаимодействия химически реагирующих турбулентных газовых струй в различных устройствах камерного типа (аппараты газофазного синтеза, плазмохимические реакторы, камеры сгорания и т. д.), зависящая от целого ряда параметров, в первую очередь определяется степенью смешения указанных струй. Традиционные способы оценки степени смешения газовых струй сводятся либо к многоточечным замерам поля скоростей [1] или температур [2] по сечениям, перпендикулярным оси течения, либо к отборам проб с дальнейшим определением их состава [3]. Приведенные методы, имеющие локальный характер измерений, являются косвенными и связаны с длительным процессом обработки результатов измерений. [c.155]

Реакторы идеального вытеснения применяют для кинетического исследования реакций в потоке, особенно для газофазных процессов, в том числе гетерогенно-каталитических. К условиям идеального вытеснения близки аппараты большой длины и малого диаметра при турбулентном движении газа. Поэтому реактор изготавливают в виде трубки (которую можно заполнять катализатором) или змеевика, имеющих карманы для термопар. Газообразные вещества подают в аппарат из баллонов или газометров, точно регулируя и изменяя скорость их потока. Жидкие вещества вводят при помощи микронасосов или градуированных дозаторов разного типа. Все компоненты смешивают и предварительно испаряют или подогревают до температуры реакции (прежде чем подать в реактор). Поскольку теплопередача от газа к стенке малоинтенсивна, особенно при наличии гетерогенного катализатора, больше значения имеет организация теплообмена, гарантирующая постоянство температуры по длине и диаметру реактора. Этого достигают, помещая реактор в термостат или баню с псевдоожиженным слоем песка, а также при помощи электрообогрева. Для реакций с большим выделением или поглощением тепла целесообразно применять трубки малого диаметра, разбавлять гетерогенный катализатор инертной насадкой и т. д. Ввиду трудностей с теплообменом в этом типе реактора допускается регулирование температуры с пониженной точностью — до 1—2 С. [c.57]

Расчет печи начинают с выбора типа и конструктивной схемы. Методика расчета зависит от назначения печи. Например, печи для получения этилена и других олефиновых углеводородов пиролизом газообразного сырья рассчитывают как аппараты для газофазных процессов. Печи пиролиза жидкофазного сырья, используют для получения как жидких, так и газообразных продуктов. Поэтому такие печи необходимо рассчитывать с учетом сложности образующейся газожидкостной системы. [c.123]

Технологическая схема газофазного процесса получения адиподинитрила представлена на рис. 18. Кристаллическая адипиновая кислота загружается в бункер /, который снабжен механическим вибратором для устранения возможного слипания адипиновой кислоты. С помощью шнека 2 кислота поступает в аппарат 3, обогреваемый водяным паром (15—16 кгс/см ) температура в аппарате 170—180 °С. Заполнение аппарата регулируется автоматически — подачей твердой кислоты по шнеку. Расплавленная адипиновая кислота направляется по трубопроводу, обогреваемому паром, в два параллельно включенных фильтра 4 для удаления механических примесей. Далее жидкость проходит расходомер и обогревае- [c.67]

Реакторы для газофазных процессов с неподвижным катализатором. При проведении газофазных реакций наибольшее распространение получили реакторы с неподвижным зернистым слоем катализатора. Реакторы с неподвижным слоем могут работать как в адиабатическом режиме, так и с теплоотводом через стенку аппарата. [c.264]

Для поддержания необходимого температурного режима процесса гидрирования подбирают скорость парогазовой смеси в аппарате и высоту слоя катализатора такими, чтобы не происходило чрезмерного перегрева реагирующих веществ. Для регулирования температуры при газофазном гидрировании применяют большой избыток водорода по сравнению с теоретически необходимым. Он составляет в различных процессах от 5 1 до (20—30) 1. Избыточный водород аккумулирует выделяющееся тепло, предотвращая чрезмерный перегрев реакционной массы. При выходе из-под контроля экзотермических реакций происходит резкое повышение температуры, что может привести к аварии. Описан случай разрушения колонны синтеза изобутилового спирта из окиси углерода и водорода. [c.333]

При выборе материала аппаратуры для газофазного окисления следует учитывать коррозию не только карбоновыми кислотами, но и смесями диоксида углерода с водяным паром, всегда образующимися при реакции. Кроме того, некоторые металлы и их оксиды могут катализировать нежелательные процессы полного окисления. В связи с этим все рассмотренные аппараты обычно выполняют из легированных сталей. [c.418]

При других процессах газофазного гидрирования в технологической схеме могут быть следующие отличия. Испаритель-сатуратор 6 иногда монтируют совместно с реактором, а при работе с более летучими веществами испаритель вообще отсутствует. В последнем случае водород и жидкость, подлежащую гидрированию, просто смешивают (в определенных пропорциях) перед теплообменником 7. Если процесс ведут в реакторе с несколькими сплошными слоями катализатора, подогревают только часть водорода, а остальное подают в пространство между слоями контакта холодным. При гидрировании некоторых веществ (нитробензол) одним из продуктов является вода. Чтобы ее отделить от органического слоя, дополняют схему сепаратором после аппарата 12. [c.522]

Непредельные соединения в процессе хранения в результате полимеризации или окисления способствуют образованию окрашенных веществ, а также смолистых продуктов, отлагающихся в емкостях и аппаратуре (тем самым вызывая необходимость частой очистки оборудования). Возможно отложение кокса на катализаторах и дезактивация последних. При хлорировании или газофазном окислении в системе подготовки сырья и контактных аппаратах могут образовываться пирофорные и взрывоопасные соединения. [c.117]

По газофазному методу дивинил, превращенный в трубчатых испарителях в газообразное состояние, поступает в горизонтальный котел (полимеризатор), в котором на полках тележек (вкатываемых в полимеризатор) помешают щелочной катализатор в виде пасты. Для отнятия тепла в процессе полимеризации газообразный дивинил непрерывно циркулирует через водяной трубчатый холодильник. По окончании полимеризации образовавшийся каучук выгружают на тележках из аппарата и подвергают механической переработке. [c.181]

Гетерогенно-каталитические процессы, осуществляемые в жидкой фазе, весьма немногочисленны. Реакторы для таких систем напоминают реакторы для газофазных гетерогенных реакций. В зависимости от величины теплового эффекта, чувствительности процесса к изменению температуры, сложности химического процесса (обратимые, последовательные, параллельные, последовательно-параллельные реакции) могут применяться аппараты смешения и вытеснения емкостного типа с механическими мешалками, трубчатые, колонные с неподвижным слоем катализатора (адиабатические или секционированные) и колонные с суспендированным катализатором. [c.61]

Промышленные аппараты для проведения гетерогенно-ката-литических реакций в жидкой фазе (включая как собственно жидкофазные, так и газо-жидкофазные процессы с твердым катализатором) по конструкции существенно отличаются от газофазных, При проведении жидкофазных реакций, вследствие большой плотности реакционной массы и, следовательно, высокой производительности единицы объема реактора бывают рентабельными и периодические процессы со временем реакции до нескольких часов, особенно в производствах небольшой мощ- [c.156]

Вопросы теплоотвода для жидкофазных реакторов обычно решаются гораздо проще, чем для газофазных, что позволяет упростить их конструкцию и более широко применять емкостные и колонные аппараты. Но в жидкофазных процессах сложнее осуществлять регенерацию катализатора, например, выжиганием углеродсодержащих соединений или обработкой перекисью водорода или азотной кислотой. Пока, как правило, при работе в жидкой фазе не применяют циклических процессов с периодической регенерацией катализатора. Катализатор с быстро падающей активностью, если он применяется в непрерывном жидкофазном процессе, обычно постоянно заменяют свежим. Поэтому в жидкофазных процессах как в аппаратах с принудительным перемешиванием, так и с кипящим слоем широко применяют подвижные порошкообразные (суспендированные) катализаторы. К преимуществам процессов этого типа относятся также пониженные требования к механической прочности катализатора и интенсификация теплообмена. В силу необходимости отделить суспендированный катализатор от продуктов реакции приходится применять схемы с циркулирующим катализатором. При этом катализатор выносится из аппарата вместе с продуктами реакции, отделяется (сепарацией или фильтрацией) и вновь возвращается в систему уже принудительно. [c.157]

В конструктивном отношении имеется ряд вариантов газожидкостных реакторов. Прежде всего, в отличие от газофазных процессов, реакции в жидкой фазе, в том числе жидкогазофазные, и до настоящего времени проводятся в периодически действующих аппаратах для производств малой, а иногда и средней мощности. Строго говоря, здесь имеет место периодический процесс по жидкой фазе и непрерывная подача газа. В этом случае аппараты представляют собою сосуды с механическим перемешиванием, как правило, работающие под давлением. В аппаратах периодического действия применяют практически только мелкодисперсный катализатор, суспендированный в жидкости. [c.184]

Простейшим реактором, в котором создаются указанные условия, является кубик или автоклав, снабженный мешалкой и внутренним устройством для упорядоченной циркуляции смеси внутри аппарата (рис. 36). Подобный реактор используют для жидкофазных или газожпдкостных процессов. Для газофазных процессов применяют аппараты с внешней циркуляцией (рис. 37). Методы исс.1едования кинетики процессов, осуществляемых в описанных реакторах, отпосятся к статическим, так как в систему не поступает свежих порций сырья. Данные методы мало применимы для изучения кинетики процессов переработки нефти, по преимуществу проточных и каталитических. [c.86]

В статических методах исследования проток реагентов через реакционный сосуд отсутствует и о течении реакции судят по ходу изменения во времени какого-либо кинетического параметра концентрации реагентов, давления, температуры. Для исследования газофазных процессов этот метод применяют в ограниченном количестве случаев — главным образом в экспериментах, требующих предварительной откачки и тренировки катализатора, а также для изучения реакций при пониженном давлении. С этой целью большей частью используют несколько видоизмененные обычные высоковакуу.мные установки, широко применяемые при исследовании гомогенных реакций [1, 2]. Ввиду значительного отличия условий протекания процесса в статических, особенно в вакуумных установках и в реальных промышленных аппаратах и, как следствие, затруднений в интерпретации и использовании лабораторных данных для прикладных кинетических исследований промышленных газофазных реакций статический метод обычно не применяется. Иначе дело обстоит для жидкофазных и газо-жидкофазных реакций, где статические (периодические) процессы довольно широко распространены в промышленности. Кроме того, в статических жидкофазных системах отличие условий работы катализатора от промышленных проточных установок большей частью не столь велико и может быть учтено расчетным путем. Поэтому статический метод весьма удобен для прикладных кинетических исследований жидкофазных гетерогенно-каталитических реакций, особенно процессов, идущих под повышенным давлением. [c.342]

Особые более повышенные требования к средствам и автоматическим системам регулирования потоков горючих продуктов и окислителей должны предъявляться в процессах с очень, высоким показателем взрывоопасности. В этих случаях для повышения взрывобезопасности процессы должны снабжатьс5г противоаварийными системами, основанными на принципе разбавления парогазовой фазы инертными разбавителями при превышении концентрации окислителя в аппарате сверх допустимых пределов. Такие схемы могут быть универсальными, т. е. могут применяться как для жидкофазных, так и для газофазных процессов. [c.95]

Для газофазных процессов обычно требуются высокие температуры, что ведет к увеличению удельного веса побочных реакций. Снижение температуры и повышение избирательности процесса достигаются применением катализатора, Поэтому большинство газофазных процессов ведется на твердых катализаторах, за исключением процессов термческого разложения органических соединений (крекинг, пиролиз). Иногда применяются также гомогенные катализаторы. Химические реакторы для газовых гетерогенных каталитических реакций в химической литературе часто носят традиционное название контактных аппаратов . [c.65]

Технологическая схема получения хлористого винила гидрохлорированием ацетилена приводится на рис. 24. При газофазном процессе 97—997о-ный ацетилен после отделения от воды и осушки в аппарате 1 поступает в смеситель 2 и затем в контактный аппарат 3, заполненный катализатором (активированный уголь, содержащий 10% хлорной ртути). По мере потери активности [c.107]

Реакции в потоке. Многие массовые производства химической промышленности (производство Н2504, НМОз, бутадиена, синтетического жидкого топлива и т. д.) связаны с проведением реакции в газовой фазе. Проведение газофазных процессов в промышленном масштабе в условиях статических (замкнутых) систем требует огромных реакционных емкостей. Необходимость периодической загрузки и разгрузки реакционных аппаратов увеличивает стоимость производства и снижает его мощность. В связи с этим многие тех- [c.491]

Задача поддержания постоянной активности катллизатора возникает при проведении промышленных процессов на катализаторах, быстро меняющих свои свойства в ходе реакции. Чаще всего причиной падения активности катализатора является отложение высокоуглеродистых соединений на его поверхности. Катализатор, потерявший активность таким образом, может быть регенерирован путем выжигания углеродистых соединений. Газофазный процесс на неподвижном катализаторе, активность которого быстро падает, по необходимости становится циклическим, т. е. состоящим из перемежающихся стадий реакции и регенерации, разделенных периодами продувки системы инертным компонентом. Конструкция реактора должна быть приспособлена к условиям, проведения процесса на обеих его стадиях, зачастую резко различных. Экономически и конструктивно оказалось целесообразным во многих случаях перейти от временных циклов к пространственным. В последнем случае реакция и регенерация катализатора проводятся одновременно, но в разных аппаратах или их частях. Естественно, что осуществить пространственные циклы можно только с подвижным катализатором, т. е. проводя процесс в кипящем или движущемся слое. В таких процессах свежий катализатор непрерывно вводят в слой взамен потерявшего активность, благодаря- чему в реакторе устанавливается стационарная активность катализатора. Преимущества непрерывной регенерации сказываются тем сильней, чем выше скорость зауглероживания. Однако, в установках с кипящим и движущимся катализатором возникают неблагоприятные гидродинамические режимы потока, истирается ката.иизатор, встречаются и конструктивные трудности. [c.263]

Из перечисленных выше способов гидрирования циклопентадиена наиболее подготовлен для промышленной реализации газофазный процесс на гетерогенных катализаторах (преимущественно на палладиевых). Обычно при газофазном гидрировании приходится решать непростую проблему отвода выделяющегося тепла. Сильно экзотермические реакции гидрирования проводят в кожухотрубных реакторах. Катализатор помещают в трубы диаметром 25—50 мм, а выделяющееся тепло отводят хладоагентом, цирку 1ирующим в межтрубном пространстве. В таких аппаратах невелика степень использования-реакционного объема и неравномерен поток реагентов, в них сложно перегружать катализатор. Поэтому для менее экзотермических реакций применяют аппараты с катализатором, размещаемым на полках или в специальных корзинах. Между слоями катализатора обычно имеются встроенные холодильники. Иногда используют несколько адиабатических реакторов е промежуточным охлаждением реакционной массы. Для еще менее экзотермических реакций ограничиваются тем, что подают холодный водород между слоями катализатора или ведут процесс в адиабатическом режиме. Для поддержания постоянной температуры при газофазном гидрировании часто используют большой (обычно от 5 Гдо 30 1) избыток водорода по сравнению с теоретически необходимым. [c.91]

Аппараты с восходящим движением газожидкостного потока. Реакторы со стационарным слоем катализатора и прямоточным восходящим движением потоков газа и жидкости (РВПГЖ) принципиальная схема которого показана на рис. 5.15, целесообразно [19, 21] применять для осуществления процессов, в которых жидкофазные реагенты взаимодействуют с относительно небольшими количествами газофазных реагентов, что характерно для реакций аминирования спиртом и гидратации нитросоединений и олефи-иов, а также в тех случаях, когда для обеспечения необходимой степени превращения требуется довольно большое время пребы- [c.239]

Газофазную дегидратацию также осуществляют двумя основными методами. Первый применяют для проведения эндотермических процессов впутримолекулярион дегидратации. Реактором служит обогреваемый теплоносителем трубчатый аппарат (см. рис. [c.202]

Технологическая схема газофазного нитрования пропана азотной кислоты изображена на рпс. 100. Процесс осуществляется в цилиндрическом аппарате 2 адиабатического тппа, не имеющем теплообменных устройств. Теплота реакции расходуется на нагревание исходного углеводорода и испарение азотной кислоты, которую впрыскивают в реакционное пространство через форсунки, расположенные в разных точках по высоте аппарата. Этим достигается большой избыток углеводорода по отношению к кислоте во всем объеме реактора, предотвращается возможность образования пзрывоопасных смесей, перегревов и слишком глубокого окисления. [c.348]

Разработка AP процессов переработки хлора в квалифицированные хлорорганические продукты осложнялась разнообразием применяемых аппаратов и оборудования, разнообразием технологических приемов, разнообразием реакционных сред (газофазных, жидкофазных, смешанных процессов, каталитических и неинищшрованных, процессов с твердой фазой), наконец, сложностью технологических схем с непрерывными, периодическими или смешанными режи1што ведения процессов. [c.117]

Газофазную дегидратацию также осуществляют двумя основными методами. Первый применяют для проведения эндотермических процессов внутримолекулярной дегидратации. Реактором служит обогреваемый теплоносителем трубчатый аппарат (см. рис. 65,6), в трубах которого размещен гетерогенный катализатор. Ввиду высокой металлоемкости этих аппаратов наибольшее распространение получили адиабатические реакторы со сплошным слоем гетерогенного катализатора (рис. 65,в), не имеющие поверхностей теплообмена. Они особенно пригодны для проведения слабоэкзотермичных реакций образования простых эфиров, когда температура легко регулируется по всему объему и поддерживается на оптимальном уровне. При эндотермических реакциях образования ненасыщенных соединений, чтобы поддерживать необходимый температурный режим, часто разбавляют исходную смесь перегретым водяным паром, который не дает смеси чрезмерно охладиться и в то же время способствует росту селективности реакции. Наконец, существуют установки с двумя последовательными реакторами адиабатического типа газ, охладившийся в первом аппарате, перед подачей во второй аппарат подогревают до нужной температуры в теплообменнике при помощи подходящего теплоносителя. [c.192]

Одним из основных вопросов при конструировании реакционных аппаратов для газофазного окисления являются отвод тепла и исключение зон перегрева. Из-за небольших коэффициентов теплоотдачи от газа к стенке эта задача более сложная, чем при жидкофазных процессах окисления. Все большее значение приобретает и проблема повышения теплового к. п. д. установок, сводяшаяся к утилизации реакционного тепла для производства водяного пара. [c.404]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология