Главная -> Словарь

Каскадных реакторов

где в критический момент Ki = Kc при плоском напряженном состоянии. Плоская деформация при объемном напряженном состоянии растяжения уменьшает долю касательного напряжения и пластическая зона уменьшается -

Рассмотрим теперь образец с большей толщиной. Большая толщина образца приводит к стеснению и даже полному запрещению деформации вдоль фронта трещины . В этом случае возникает объемное напряженное состояние, при котором величина максимального касательного напряжения невелика . Это, в свою очередь, затрудняет протекание-пластической деформации, отодвигая по напряжениям область значительных пластических деформаций. Возможно, что сопротивление материала отрыву будет достигнуто напряжением в некоторой области у фронта трещины ранее, чем разовьется заметное пластическое течение. Произойдет хрупкий скачок трещины или даже полное разрушение в хрупком состоянии. Если же сопротивление отрыву достаточно велико, по сравнению с сопротивлением пластической деформации, то пластические сдвиги будут накапливаться в направлении действия ттах по площадкам,

В основу метода положено явление последовательного разрушения ССЕ при переходе от малых градиентов скорости к большим, и обратно. В ходе исследований снимаются кривые гистерезиса, представляющие собой значения касательного напряжения для возрастающих, а затем убывающих градиентов напряжения сдвига. При переходе с одного режима сдвига на другой НДС подвергается постоянной нагрузке в течение определенного времени до достижения равновесного состояния, что может быть оценено по постоянству показаний прибора. Для НДС с высоким содержанием асфальтенов и алканов следует иметь в виду, что структурно-механические свойства их в значительной степени зависят от предварительной термообработки и времени структурирования. Например, кинетика структурирования остатков ромашкинской, арланской и мангышлакской нефтей показана на рис. 40, из которого видно, что полное образование структуры исследованных образцов достигается через 8 — 12 ч. Для дистиллятных нефтепродуктов время достижения равновесного состояния значительно меньше.

При измерении реологических параметров с помощью соосных цилиндров измерение и исчисление реологических параметров производится следующим образом. Наполняют мерные бачки исследуемой жидкостью, термостатируют ее и начинают измерение. Для ньютоновских жидкостей достаточно одноточечное измерение, чтобы определить динамическую вязкость. У веществ, отличающихся структурной вязкостью, как правило, всегда записывают кривую текучести и определяют зависимость касательного напряжения от градиента напряжения на срез, чтобы охарактеризовать реологические свойства исследуемого вещества. С этой целью необходимо начинать с измерения при низких значениях градиента напряжения на срез. Повышение градиента на срез осуществляется увеличением шага оборотов измерительного цилиндра. Если необходимо снять кривую гистерезиса, опыты повторяют в обратном порядке, т.е. постепенно уменьшают число оборотов и тем самым уменьшают градиент на срез.

или структурная вязкость) принимают постоянные значения только при достижении некоторого значения градиента скорости. Графические зависимости изменения величины касательного напряжения от градиента скорости называют кривыми течения. Для ньютоновских жидкостей кривые течения представляют собой прямые , выходящие из начала координат под некоторым углом а. Тангенс

касательного напряжения на стенке

ной вязкости предварительно находили значения касательного напряжения сдвига Т и скорость сдвига для ламинарного режима движения 5

Определение числа циклов нагружения до разрушения аппарата производится по максимальным эквивалентным напряжениям, рассчитанным согласно гипотезе максимального касательного напряжения . При этом трехосное напряжен-, нов состояние задается меридиональными, кольцевыми и осевыми напряжениями. Причем эти напряжения представляют собой определенную совокупность напряжений, обусловленных действием внутреннего давления, неравномерностью распределения температуры в оболочке реактора, краевым эффектом при сопряжении оболочковых форм различной жесткости, собственным весом аппарата, а также наличием остаточных сварочных напряжений. Данная совокупность напряжений определяется для конкретного промежутка времени, для чего весь цикл коксования разбивается на участки по времени, в пределах которых происходит незначительное изменение всех характерных нагрузок. На конечном этапе расчета после определения вышеперечисленных напряжений выбираются максимальные эквивалентные напряжения, по которым и определяется число циклов нагружения до разрушения. Далее находят приведенную долговечность узла

Подставная в формулу значение динамической скорости U'f из формулы ,'получим выражение для расчета касательного напряжения на стенке трехфазного нисходящего потока:

На рис.2 показано влияние интенсивности отсоса на коэффициент турбулентной вязкости, характеризующий структуру потока. В ядре течения эффект отсасывания снижает степень турбулентности и при больших интенсивностях отсоса \V8o/U/x0.05 приводит к вырождению турбулентных составляющих вязкости и касательного напряжения. Полученный результат качественно согласуется с данными измерений пульсационных характеристик течения с отсосом .

Определение числа циклов нагружения до разрушения аппарата производится по максимальным эквивалентным напряжениям, рассчитанным согласно гипотезе максимального касательного напряжения . При этом трехосное напряженное состояние задается меридиональными, кольцевыми и осевыми напряжениями. Причем эти напряжения представляют собой определенную совокупность напряжений, обусловленных действием внутреннего давления, неравномерностью распределения температуры в оболочке реактора, краевым эффектом при сопряжении оболочковых форм различной жесткости, собственным весом аппарата, а также наличием остаточных сварочных напряжений. Данная совокупность напряжений определяется для конкретного промежутка времени, для чего весь цикл коксования разбивается на участки по времени, в пределах которых происходит незначительное изменение всех характерных нагрузок. На конечном этапе расчета после оп-_ ределения вышеперечисленных напряжений выбираются максимальные эквивалентные напряжения, по которым и определяется число циклов нагружения до разрушения. Далее находят приведенную долговечность узла

Применение каскадных реакторов, работающих но принципу "автоохлаждения", упрощает и удешевляет установки С —алкили — рования, так как позволяет отказаться от хладоагента. Ниже приводим сопоставительные выходные показатели С — алкилирования с двумя типами реакторов.

Важным преимуществом каскадных реакторов , благодаря ко торому они получили широкое распространение, являет ся высокая концентрация изобутана во всех секциях ре акционной зоны. Этому способствует циркуляция боль шого количества изобутана в зоне реакции. Кроме того параллельная подача олефинового сырья и последова тельная подача циркулирующего изобутана в секцш реактора также приводит к повышению концентрацш изо'бутана. Еще одно достоинство таких реакторов — и: компактность и, следовательно, малые затраты металл; на изготовление. Фактически в одном аппарате совме щается несколько реакторов, отстойник и емкость дл; продуктов реакции.

Усовершенствование установки. Математические модели полезно использовать для оценки тех 'Преимуществ, которые достигаются за счет различных изменений в технологической установке. Например, в результате моделирования было рекомендовано изменить внутренние устройства каскадных реакторов. После того как рекомендации были выполнены на промышленной установке фирмы Amoco, расход серной 'кислоты составил лишь 24кг на 1 м3 алкилата в среднем за неделю.

Крупным источником отработанной кислоты на НПЗ является процесс алкилирования, в котором серная кислота используется в качестве катализатора. Удельный расход серной кислоты на установках алкилирования 160—200 кг/т алкилата, а для современных каскадных реакторов несколько ниже — 60—100 кг/т алкилата . Обычно концентрация отработанной кислоты, сбрасываемой с установок алкилирования, составляет 83—88%; дальнейшее снижение крепости нецелесообразно, так как при снижении концентрации кислоты на 1% выход алкилата снижается на 1,4%. Основные причины снижения концентрации серной кислоты — разбавление ее продуктами реакции и влагой, содержащейся в сырье .

Наличие каскадных реакторов, работающих по принципу «автоохлаждения», упрощает и удешевляет установки алкилирования, так как позволяет отказаться от хладагента . Однако каскадные реакторы имеют некоторые недостатки. Секции взаимосвязаны и нарушение режима в одной из них может привести к сбою в работе аппарата в целом. По ходу движения эмульсии концентрация изобутана снижается.

Крупным источником отработанной-кислоты на НПЗ является процесс алкилирования, в котором серная кислота используется в качестве катализатора. Удельный расход серной кислоты на установках алкилирования 160—200 кг/т алкилата, а для современных каскадных реакторов несколько ниже —60—100 кг/т алкилата . Обычно концентрация отработанной кислоты, сбрасываемой с установок алкилирования, составляет 83—88%; дальнейшее снижение крепости нецелесообразно, так как при снижении концентрации кислоты на 1% выход алкилата снижается на 1,4%. Основные причины снижения концентрации серной кислоты — разбавление ее продуктами реакции и влагой, содержащейся в сырье .

Наличие каскадных реакторов, работающих по принципу «автоохлаждения», упрощает и удешевляет установки алкилирования, так как позволяет отказаться от хладоагента . Сопоставление удельных расходов серной кислоты в реакторах описанных конструкций свидетельствует о преимуществах каскадного реактора;, для вертикального контактора этот расход дости-

серной кислоты. К недостаткам каскадных реакторов можно

Применение каскадных реакторов, работающих по принципу «автоохлаждения», упрощает и удешевляет установки С-алкилиро-вания, так как позволяет отказаться от хладоагента. Ниже приводим сопоставительные выходные показатели С-алкилирования с двумя типами реакторов.

Применение каскадных реакторов, работающих по принципу "автоохлаждения", упрощает и удешевляет установки С-алкилирова-ния, так как позволяет отказаться от хладоагента. Ниже приводим сопоставительные выходные показатели С-алкилирования с двумя типами реакторов.

внутреннего охлаждения реакционной смеси в результате испарения части изобутана. Такое охлаждение применяется для каскадных реакторов и может быть применено в емкостных реакторах;

Преимущество каскадных реакторов перед емкостными заключается в том, что в односекционном реакторе концентрация кислоты снижается до концентрации отработанной кислоты во всей реакционной зоне одновременно, а в каскадном реакторе кислота низкой концентрации собирается только в последней секции, куда поступают отработанная и циркулирующая кислоты. В первых реакционных зонах находится более концентрированная кислота, и это обстоятельство ускоряет реакцию алки-лированйя, сокращая удельный расход кислоты. В данном случае требуется меньше рециркулирующего изобутана для поддержания в реакционной зоне необходимого соотношения изо-бутан: олефины.