Главная -> Словарь

Механическое разрушение

§ 1. МЕХАНИЧЕСКОЕ ПЕРЕМЕШИВАНИЕ

§ 1. Механическое перемешивание .............. 48

Стоимость сжатого воздуха является одной из основных статей расхода в процессе окисления. Поэтому при неудовлетворительном использовании кислорода воздуха для повышения эффективности процесса рекомендуется применять механическое перемешивание окисляемой массы . На рис. 85 представлен турбореактор, предназначенный для продувки битума. По данным фирмы Simmering-Graz-Pauker, использующей турборе-акторы фирмы Osterreichische Mineralolverwaltung , суммарный расход энергии при применении турбореактора, несмотря на необходимость дополнительного расхода энергии на привод турбины, сокращается на 20% из-за снижения расхода воздуха и, следовательно, энергии на его сжатие. Однако сравнение проводилось для аппаратов с рабочей высотой 6—7 м. Улучшения степени использования кислорода воздуха можно добиться и увеличением высоты. Что эффективнее — увеличение высоты уровня жидкости примерно до 14—18 м или меха-

В области низких температур, как показали многочисленные исследования, смазочные масла приобретают структуру и некоторые другие особенности, в частности характеризуются пределом текучести, пластичностью, тиксотропностыо или аномалией вязкости, свойственными дисперсным системам. Результаты определения вязкости таких масел зависят от того, проводится ли предварительно механическое перемешивание, а также от скорости истечения или от обоих факторов одновременно. Масла, обладающие структурой, не подчиняются закону течения «ньютоновских» жидкостей, согласно

В промышленных процессах синтеза спирта механическое перемешивание в условиях гидролиза, г. е. в условиях, благоприятных для коррозии материала мешалок , не целесообразно, поэтому дальнейшие исследования проводились с целью замены механического перемешивания другим методом. Кроме того, зная благоприятное влияние дифференциации порций кислоты и воды при гидролизе, можно было бы ожидать, что дифференциация отгонки спирта также окажется полезной. Цель ее заключается в создании условий минимального времени пребывания гидроли.чацяониой смеси в высокотемпературных зонах.

2. Механическое перемешивание................... 342

2. МЕХАНИЧЕСКОЕ ПЕРЕМЕШИВАНИЕ

Проведение многих реакций нефтехимического синтеза требует принятия специальных мер для интенсификации теплообмена в реакторах. С этой целью реакторы снабжаются достаточно большой удельной теплообменной поверхностью и в них создаются условия, обеспечивающие максимальные значения коэффициентов теплопередачи. Наибольшие величины удельной поверхности достигаются в трубчатых реакторах и в реакторах колонного типа с внутренними трубчатыми или змее-виковыми теплообменниками . Наименьшие удельные поверхности имеют реакторы емкостного типа с рубашкой . Для увеличения коэффициентов теплопередачи, которые определяются, как правило, теплоотдачей со стороны реакционного пространства, используют 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.

Трубчатые реакторы различаются: по конструкции устройства для рекуперации теплоты , по конструкции нагревательного устройства , по способу интенсификации наружной теплоотдачи , по способу утилизации теплоты реакции .

При малой и средней скорости газ диспергируют с помощью барботеров. При быстром протекании реакции используется либо интенсивное механическое перемешивание фаз, либо диспергирование жидкости в виде пленки в газовой фазе.

Эффективный контакт реагирующих веществ с катализатором осуществляется за счет бьрботажа олефинов и паров бензола через слой двухфазной жидкости, находящейся в реакторе. Механическое перемешивание в реакторах алкилирования применяется очень редко. Для улучшения массообмена в колонных аппаратах используют иногда насадку, секционирующие перегородки, диафрагменные смесители. Содержание комплексного слоя в реакционной смеси составляет 20—30%, а иногда даже 80% .

ции сильфона на этих же наиболее нагруженных участках за счет геометрической концентрации напряжений могут создаваться уп-ругопластические деформации, которые, суммируясь с остаточными, в присутствии коррозионной среды вызывают его коррозионно-механическое разрушение, происходящее путем распространения коррозионно-механических трещин в окружном направлении. Кроме того, основные физико-механические свойства материалов, применяемых для изготовления сильфонов УЧЭ , делают их склонными к коррозионному растрескиванию, особенно з присутствии таких коррозионно-агрессивных агентов, как сероводород, углекислота и хлориды.

Одновременное воздействие на металл коррозионных сред и механических напряжений вызывает коррозионно-механическое разрушение оборудования, связанное с проявлением взаимосопряженных механохимических явлений. Помимо рассмотренных, наиболее опасных для магистральных трубопроводов видов КМР, таких, как КР и МКУ, следует остановиться на их разрушении в виде общей коррозии, ускоренной воздействием механических напряжений . Вследствие коррозии стенок сосудов давления и соответствующего их утонения происходит увеличение кольцевых растягивающих напряжений. Согласно теоретическим представлениям механохимии металлов, это вызывает рост скорости коррозии и еще большее утонение стенок. В связи с зтим прогнозирование долговечности сосудов давления, базирующееся на предпосылке постоянства скорости коррозии в течение установленного ресурса, дает изначально завышенное ее значение. Поэтому для реальной оценки долговечности необходимо проанализировать изменение кольцевых напряжений в стенке трубы, связав это изменение с интенсивностью коррозионного воздействия. Впервые подобный подход был реализован в . Однако полученные при этом расчетные зависимости оказываются неудобными для практического использования. Кроме того, предложенный подход не учитывал того факта, что механохимические явления начинают существенно проявляться при напряжениях, превышающих предел текучести стали. Последнее на реальных конструкциях. эксплуатирующихся на общем фоне упругих напряжений и деформаций. может быть достигнуто только в концентраторах напряжения, где и реализуются условия для протекания механохи-мической коррозии.

Таким образом, калильное зажигание нарушает нормальное протекание процесса сгорания, делает его неуправляемым, приводит к снижению мощности и ухудшению экономичности двигателя. Интенсивное калильное зажигание вызывает прогорание и механическое разрушение поршней, залегание поршневых колец, ~обгорание кромок поршней и клапанов, разрушение подшипников, обрыв шатунов и поломку коленчатых валов. В последнее время зарубежные специалисты расценивают борьбу с преждевременным воспламенением в двигателях Рис. 25. Калильные свойства углеводородов : с ВЫСОКОЙ степенью сжатия

Кроме того, в инфильтрационных водонапорных системах возможно и чисто механическое разрушение залежей нефти. Могут создаться такие условия, когда скорость движения воды резко возрастет, а это приведет к смещению, а возможно полному вымыванию залежи из ловушки. Нефть вместе с подземными водами начнет перемещаться по пласту. На пути движения воды и нефти может встретиться другая ловушка. В ней вновь начнет образовываться залежь. Но при этом неизбежны потери нефти и за счет окисления, и за счет рассеивания. Таким образом, в водонапорных системах инфиль-трационного типа условия сохранения залежей менее благоприятны. В них преимущественно преобладают процессы переформирования и разрушения залежей нефти.

При исследовании кинетики прямого гидрогенолиза глюкозы (((33} отмечено, что увеличение концентрации глюкозы в растворе сопровождается возрастанием адсорбции глюкозы на поверхности катализатора, и это может приводить к образованию кислот и отравлению катализатора, как и в случае водородного голодания. Кроме того, при малом времени контакта меньше и механическое разрушение катализатора. Все это позволяет рекомендовать при прямом гидрогенолизе углеводов их концентрацию в пределах 10—15%.

Дробилки. Механическое разрушение нефтяного кокса осуществляется валково-зубчатыми и роторными дробилками. Эффективность применения дробилок оценивают производительностью и гранулометрическим составом дробленого кокса:

Нефть, поступающая из скважины, содержит некоторое количество механических примесей, а также воду и соли. Если содержание солей значительно, то при переработке нефти они отлагаются в теплообменниках и на внутренних стенках труб печей и забивают их, вызывая вынужденную остановку завода. Соли, содержащиеся в нефти в виде кристаллов, вызывают механическое разрушение труб. На нефтеперерабатывающих заводах нефть подвергают отстаиванию, а затем обезвоживают и обессоливают термохимическими методами. В нефтях содержатся также растворенные углеводородные газы, которые необходимо удалять во избежание потерь легких фракций при перекачках и хранении.

Расход угольного адсорбента. В процессе эксплуатации угле-адсорбционных установок происходят механическое разрушение и падение активности угля. Практикой установлено, что при одной загрузке угля можно осуществить до 10000 циклов, т. е. при средней активности его аСр=Ю°/о на каждый килограмм угля вырабатывается аср-10000= 1000 кг продукта; следовательно, на каждые 1000 кг извлеченного продукта расходуется 1 кг угля. В среднем за год приходится заменять 10—20% единовременной загрузки угля.

Сероводород может вызывать как значительную общую коррозию, так и локальное коррозионно-механическое разрушение - коррозионное растрескивание металла, работающего под механическим напряжением. Причём последнее разрушение, получившее название сульфидного растрескивания, наиболее опасно, поскольку развивается нео-

Фосфорную кислоту применяют или в жидком виде - на твердом инертном носителе, например на пемзе, силикагеле, кварце, активном угле, или в виде специально приготовленного катализатора в смеси с кизельгуром. Фосфорная кислота на кизельгуре представляет собой комплексное соединение, активным началом в котором является фосфорная кислота, а кизельгур играет роль носителя с высокоразвитой пористой поверхностью. Катализаторы этого типа транспортируют в герметически закрытых бочках, хранить их необходимо в сухих отапливаемых в зимний период помещениях, так как они не терпят сырости и холода. Влага, попадающая из воздуха, нарушает структуру катализатора и приводит к потере каталитической активности. При низких температурах происходит разрушение комплекса, в результате вымораживания снижается содержанке влаги, наблюдается механическое разрушение катализатора и потеря его каталитической активнос-

Коррозионно-механическое разрушение