Главная -> Словарь

Движущимися катализаторами

в настоящее время является несовершенной, так как прямое измерение поверхностных сил твердого тела без изменения структуры его поверхности невозможно. В лучшем случае некоторые сведения об адгезии органической жидкости к твердой поверхности в отсутствие или в присутствии воды можно получить после достижения равновесия между поверхностными и межфазовыми силами. В дорожном строительстве данное условие не соблюдается, так как на дорогу постоянно действуют различные внешние силы. Функцией битумного связующего является прочное соединение минеральных частиц в дорожном покрытий в течение приемлемого отрезка времени в условиях действия на это покрытие движущегося транспорта и периодически воды. Если пренебречь химическими изменениями в битуме в процессе старения, то практически адгезию битума к минеральным частицам можно изучить на основе следующих физических факторов: .

3) сопротивления межфазовой поверхности битум — твердое тело расслоению под действием воды и движущегося транспорта.

Сопротивляемость битумно-минеральных смесей поверхностному расслаиванию под действием воды и движущегося транспорта. При лабораторном определении адгезии битумов к минеральным наполнителям в присутствии воды усилия отслаивания битума от частиц наполнителя относительно невелики. В реальных дорожных условиях на влажное покрытие помимо этой силы действуют еще дополнительные силы, связанные с движением транспорта, которые значительно превышают термодинамические. Вода вдавливается -в дорогу впереди движущегося колеса и выжимается из нее позади колеса. Результаты такого насссного действия разнообразны и трудно поддаются учету.

Для изучения поведения дорожного покрытия в присутствии воды под действием движущегося транспорта сконструированы дорожно-испытательные машины, имеющие обычно, кольцеобразный трек из испытуемой битумно-минеральной композиции. По этому треку движутся покрытые резиной колеса, снабженные приспособлением для изменения скорости их передвижения и для нагружения их различными нагрузками. Такие машины использованы Гольдбэ-ком и Холмсом .

личества отделившегося материала от числа циклов вращения. Число циклов вращения, необходимое для резкого разрушения покрытия, служит мерой сопротивляемости дорожного покрытия действию воды и движущегося транспорта. На рис. 1.9 и 1.10 показана одна и та же дорожная смесь соответственно до и после испытания на описанной машине в присутствии воды.

Сопротивляемость дорожной смеси действию воды и движущегося транспорта возрастает с уменьшением температуры, т. е. с увеличением консистентное™ битумного связующего. Поэтому в процессе испытания весьма важно тщательно контролировать температуру. Ниже показано влияние температуры на сопротивляемость разрушению битумно-минеральной смеси при оптимальном содержании в ней битума и при линейной скорости колеса машины 3,86 км/ч и нагрузке на колесо 440 кгс. Опыты проводили на дорожно-испы-тательном стенде в присутствии воды:

Если принять за основу продолжительность действия колеса на испытуемое покрытие, то отношение количества оборотов тележки с колесом, которое вызовет разрушение этого покрытия на высокой скорости, к количеству оборотов на низкой скорости должно быть равно отношению чисел оборотов самого колеса. Практически при более высоком числе оборотов колеса продолжительность жизни дорожного покрытия оказывается несколько выше, чем этого можно ожидать. При небольшой скорости вращения продолжительность контакта колеса и дороги в каждом цикле достаточна, чтобы вызвать не только эластические, но и необратимые деформации битумно-минеральной смеси. С увеличением скорости время контакта и необратимые деформации уменьшаются, что способствует увеличению продолжительности жизни дороги. Таким образом, расслоение битума и минеральных частиц водой под действием движущегося транспорта обусловливается главным образом необратимыми деформациями.

Колесики нагружаются, и глубина, на которую они постепенно погружаются в процессе испытания, измеряется автоматически. Когда битумно-минеральная смесь начинает разрушаться, колесо резко зарывается в материал. Зависимость между продолжительностью опыта и глубиной погружения колеса в материал имеет такой же характер, как и на рис. 1.9, и сопротивляемость битумно-минеральной смеси расслоению водой под действием движущегося транспорта принято характеризовать по времени до точки перегиба кривой. Установлено, что если гри пгдсбнсм лабораторном исследовании продолжительность до течки перегиба невелика, то и в дорожных условиях такая смесь быстро разрушается. Если образец покрытия при испытании по данному методу не разрушается после 20 ч и более, то можно утверждать, то в дорожных условиях такие смеси не обнаруживают тенденции к расслоению.

При строительстве дешевых дорог широко используют жидкие битумы. Обычно применяемый при этом минеральный материал бывает влажным или даже мокрым.'В таких покрытиях под действие!* движущегося транспорта битум часто быстро отделяется от поверхности минерала. В этих случаях используют добавки, улучшающие адгезию. Но учитывая высокую стоимость добавок, более экономичной может оказаться тщательная осушка минерального компонента.

Поскольку сила, удерживающая битум на поверхности минерального компонента, в присутствии воды и под действием движущегося транспорта зависит от многих факторов, какие-либо исчерпывающие рекомендации для улучшения качества дорог не существуют. Давно известно, что наиболее эффективный способ предохранения дорожного покрытия от разрушения под* действием воды — уплотнение битумно-минеральной смеси. Если используемый минерал ведет себя в дороге неудовлетворительно, следует определить — что экономичнее. Использовать ли этот минерал совместно

Дорожные сооружения. Примером могут служить асфальтовые покрытия , типа применяемых при сооружении мостов и виадуков. Эти покрытия герметизируют покровным слоем асфальта или каменноугольного пека, который по судативной способности значительно отличается от основного битума. В результате битумное покрытие быстро размягчается, что приводит к образованию на поверхности под действием движущегося транспорта рытвин или бугров или же к заметному растрескиванию и разрушению пекового слоя.

§ 1. Гидрокрекинг над стационарными катализаторами . . 246 § 2. Гидрокрекинг с суспендированными катализаторами . 271 § 3. Гидрокрекинг низкого давления над движущимися катализаторами ................277

§ 3. ГИДРОКРЕКИНГ НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ НАД ДВИЖУЩИМИСЯ КАТАЛИЗАТОРАМИ

с движущимися катализаторами, которые оказались более эконо-

Весьма специфичны гидравлические условия в системах с движущимися катализаторами, которые требуют особого рассмотрения. В наиболее простом реакторе с гранулированным контактом типа термофор потеря напора может вычисляться так же, как в обычном аппарате с неподвижной насадкой. При этом расчетная скорость для прямотока катализатора и паров сырья должна приниматься равной разности их скоростей движения2. При противоточной схеме ТСС условная скорость реагирующего потока определяется как сумма его линейной скорости и скорости опускания контакта вниз. Расчетная длина пути в обоих случаях равняется фактической высоте аппарата. Общие нормативы и основные уравнения для этих условий те же, что для систем со стационарными насадками.

Дальнейшее совершенствование этих процессов привело к системам •с движущимися катализаторами и отдельными реакторами и регенераторами. При этом вначале стремились только к приближению режимов и условий работы к имеющимся в устройствах со стабильными катализаторами.

Характерной особенностью реакционных устройств с движущимися катализаторами-теплоносителями является то, что пропускные способности их теплотехническими соображениями не лимитируются и могут достигать весьма высоких значений. Это объясняется тем, что благодаря очень большой внешней поверхности пылевидных катализаторов местные перегревы в зоне реакции практически исключаются.

д) Сочетание многоступенчатого отвода тепловыделений через поверхности с позонным распределением воздуха для торможения процесса в отдельных секциях регенераторов с движущимися катализаторами. Это осуществлено, в частности, на установках каталитического крекинга системы ТСС .

Последние три варианта приложимы только к системам с движущимися катализаторами. Теплоотвод инертными газами мо;кет сочетаться с другими способами и применяться во многих случаях. Непрерывный теплообмен через поверхности или с посторонними твердыми теплоносителями осуществляется лишь в устройствах со стационарными катализаторами. /

Внешние различия условий регулирования в стационарных системах постепенно сглаживаются при переходе к непрерывно действующим схемам с движущимися катализаторами. Это достаточно наглядно показывается температурными кривыми регенераторов ТСС, приведенными на фиг. 141. Они вообще типичны для обычных политропических реакторов с многоступенчатым регулированием.

Несмотря на сравнительную новизну и недостаточно полную изученность сменно-циклических процессов, темпы промышленного развития их опередили даже такие многотоннажные производства, как термический крекинг нефтяного сырья. К концу второй мировой войны за девять лет только в одних США было сооружено 87 мощных промышленных установок каталитического крекинга систем Удри , ТСС и Флюид х общей пропускной способностью около 47 млн. m дестиллатного сырья в года, что при условном пересчете на бензин с концом кипения 200° С составляет примерно 21 млн. m в год. Одновременно там было построено значительное количество систем гидроформинга , дедидрированин бутана в бутены, то же в бутадиен, установка цикловершен и др.; общая мощность их, однако, во много раз ниже, чем крекингов. В первый период осуществлялись только циклично действующие схемы Удри, а в последующем—системы с движущимися катализаторами типа ТСС и главным образом Флюид , а позднее различные его варианты . Строительство полупериодических крекинг-установок с дублированием реакторов ввиду большой сложности их, по-видимому, почти прекратилось.

1 Нельзя не отметить, что для ароматизации парафинистых лигроинов также перспективны систейы низкого давления с движущимися катализаторами. ,Не исключается, что они заменят и вытеснят более громоздкие установки гидроформинга.