Главная -> Словарь

Охлаждающее устройство

тельных побочных реакций и дезактивации катализатора являются важнейшими вопросами, требующими своего разрешения при разработке процессов гидрирования окиси углерода. В этой связи изучение процессов синтеза в последнее время направлено главным образом на разработку новых типов реакторов и технологических приемов, обеспечивающих более точный контроль за температурой каталитической поверхности. Особую опасность представляет интенсивное термическое воздействие, испытываемое катализатором в первые моменты контакта с газом синтеза. Это воздействие носит жесткий характер даже в условиях псевдоожижен-ного слоя, когда очень быстро протекают процессы смешения и переноса тепла к охлаждающей поверхности. Разработка различных процессов синтеза, начиная приблизительно с 1940 г., характеризуется следующими тенденциями: применение высоких коэффициентов рециркуляции и понижение объемного веса катализаторов в псевдоожиженном слое, уменьшение высоты стационарного слоя катализатора при охлаждении рециркулирующим газом, съем тепла циркулирующим маслом со взвешенным в нем катализатором.

Усовершенствование микросферического ЦСК, узла подачи тяжелого сырья, монтаж охлаждающей поверхности внутри или вне регенератора позволили постепенно повышать температуру конца кипения вакуумного газойля и затем приступить к решению главной задачи углубления переработки нефти, а именно, к крекингу мазута и гудрона, являющемуся малоотходным процессом. На первом этапе были решены трудности, связанные с переработкой кокса: образующийся в процессе кокс сжигается в регенераторе, а выделяющееся при этом тепло используется для поддержания эндотермической реакции крекинга, выработки электроэнергии для компримирования воздуха, подаваемого в регенератор и водяного пара высокого давления, который не только обеспечивает полное удовлетворение потребности в паре самого процесса, но в значительных количествах отпускается на сторону. Однако этого оказалось недостаточно. Отравление катализатора обусловлено не только коксообразованием , т.е. обратимой и необратимой дезактивацией катализатора из-за отложения на нем металлов . В табл. 5.11 приведено сравнение качества сырья, расхода катализатора и выхода продуктов при крекинге мазута и вакуумного газойля. Видно, что коксуемость мазута в 30 раз больше, чем у вакуумного газойля, а содержание металлов и расход катализатора - соответственно в 340 и в 14 раз, несмотря на меньшую степень превращения. Большой расход катализатора делает процесс нерентабельным. Поэтому на первом этапе утяжеления сырья каталитическому крекингу подвергают прямогон-ный мазут благородных нефтей с содержанием металлов не более 30 мг/кг. Мазуты и гудроны с большим содержанием металлов нуждаются в предварительной подготовке. В качестве процесса предварительной подготовки гудронов выбран блок APT. На рис. 5.8 показана схема установки каталитического крекинга мазутов Эйч-Оу-Си с содержанием металлов не более 30 мг/кг или гудронов после подготовки на блоке APT.

гндроколь-процессом производительностью в 420 000 т в год. Завод работает на железном контакте при 400° и давлении 200 атм по принципу «жидкостного» процесса, т. е. с движущимся катализатором. В этом процессе дешевый катализатор обеспечивает в то же время более высококачественную, чем при процессе Фишера, бензиновую продукцию . Кроме того, реакторы по сравнению с германскими требуют в 100 раз меньшей охлаждающей поверхности.

теплоотвода через поверхность охлаждается продукт, протекающий внутри трубок. Чтобы воздух равномерно распределялся по всей охлаждающей поверхности труб, вентилятор соединяется с трубными пучками посредством диффузоров.

Исследование теплоотвода в ректорах привело к созданию многотрубного реактора , по производительности в 25-30 раз превышающего реактор типа «труба в трубе». В одном реакторе находятся 2052 трубы с общим объемом катализатора 40 м3. Охлаждающая поверхность равна всего 230 м2 на ' 1000 м3 превращенного синтез-газа, что составляет лишь 5% от охлаждающей поверхности пластинчатых реакторов и 7% от той же величины для реакторов «труба в трубе». Установка для синтеза углеводородов в газовой фазе на стационарном катализаторе, оборудованная реакторами такого типа, эксплуатируется в Сасолбурге .

Исследование теплоотвода в ректорах привело к созданию многотрубного реактора , по производительности в 25-30 раз превышающего реактор типа «труба в трубе». В одном реакторе находятся 2052 трубы с общим объемом катализатора 40 м3. Охлаждающая поверхность равна; всего 230 м2 на111000 м3 превращенного синтез-газа, что составляет лишь 5% от охлаждающей поверхности пластинчатых реакторов и 7% от той же величины для реакторов «труба в трубе». Установка для синтеза углеводородов в газовой фазе на стационарном катализаторе, оборудованная реакторами такого типа, эксплуатируется в Сасолбурге .

температуру стенки охлаждающей поверхности, превышаю-

ние площади охлаждающей поверхности рубашки и объема умень-

на 1000 м3 превращенного синтез-газа, что составляет лишь 5% от охлаждающей поверхности пластинчатых реакторов и 7% от той же величины для реакторов «труба в трубе». Установка для синтеза углеводородов в газовой фазе на стационарном катализаторе, оборудованная реакторами такого типа, эксплуатируется с 1955 г. в Сасолбурге .

На работу трубчатых холодильников существенно влияют также следующие факторы температура поступающего газа, величина охлаждающей поверхности и ее чистота, количество охлаждающей воды и ее температура Из приведенных факторов наибольшее значение имеют начальная температура поступающего на охчаждение газа и чистота внутренней и внешней поверхностей труб При постоянстве количества охлаждающей воды и ее температуры эффект охлаждения газа будет тем ниже, чем выше температура поступающего в холодильники газа и чем бочьше загрязнение внешней и внутренней поверхности труб

Из всех факторов, обусловливающих устойчивое протекание экзотермической реакции, наибольшее значение имеет теплообмен. Наивыгоднейшие условия при заданных концентрациях достигаются в изотермическом процессе. Однако самые незначительные изменения концентрации исходного вещества или температуры охлаждающей поверхности могут вызвать резкое повышение температуры в реакторе и соответствующие осложнения.

печь для синтеза в условиях псевдоожиженного слоя; 4— охлаждающее устройство; 5 — разделительная установка. Линии- I — природный газ; II — кислород; ill! — циркулирую щие газы; IV — продукты реакции.

1— гаситель потока; 2 — распределительная тарелка; 3 — фильтр; 4 — штуцер для выгрузки катализатора; 5 — колосниковые решетки; в — штуцер для термопары; 7 — охлаждающее устройство; * — сборник; 9 — фарфоровые шары; / — сырье; II — хладагент; III — продукт.

Охлаждающее устройство монтируют при секционной конструкции реактора. Оно представляет' собой перфорированную по бокам трубу, равную по длине примерно 90% диаметра реактора, и размещается в средней части между секциями. Расстояние охлаждающего устройства до нижележащего слоя катализатора не должно быть менее 400 мм. Данная конструкция применима при охлаждении газовым потоком.

Конструкция реакторов с аксиальным вводом сырья для гидроочистки бензина и керосина аналогична рассмотренной и отличается тем, что катализатор загружают одним слоем, поэтому отсутствует охлаждающее устройство. Высота слоя катализатора зависит от его прочности, потери давления в реактаре и обычно равна или менее 6 — 8D .

Для упаковки битумов используют и полимерные материалы. Так, фирма Nynas разработала и использует автоматизированную систему охлаждения и расфасовки битумов в полиэтиленовую пленку. Жидкий битум подается на лентообразное охлаждающее устройство, которое движется по поверхности воды.

1 — гаситель потока; 2 — распределительная тарелка; 3 — фильтр; 4 — штуцер для выгрузки катализатора; 5 — колосниковая решетка; 6 — штуцер для термопары; 7 — сборник; 8 — фарфоровые шары; 9 — охлаждающее устройство; 10 — люк. Линии: / — сырье; // — хладоагент; /// — очищенный продукт.

Конструкция реакторов с аксиальным вводом сырья для гидроочистки бензиновых и керосиновых фракций аналогична рассмотренной и отличается тем, что катализатор загружают одним слоем, поэтому охлаждающее устройство отсутствует. Высота слоя катализатора зависит от его прочности, потери давления в реакторе и обычно ^ D .

Каждая реторта имеет сверху загрузочное устройство, а в нижней части охлаждающее устройство ; заканчивающееся разгрузочным приспособлением. Охлаждающее устройство снабжено водяной рубашкой.

Рис. 1.6. Схема ретортной печи: а — разрез по отопительному простенку; б — по ретортам: 1 — реторта, 2 — охлаждающее устройство, 3 — рекуператор, 4 — канал для топливного газа, 5 — канал для горячего воздуха, 6 — окна для летучих веществ; I — прокаливаемый материал, II — прокаленный материал, Ш — топливный газ, IV — холодный воздух, V — подогретый воздух, VI — горячие дымовые газы в простенке, VII — дымовые газы

Для упаковки битумов используют и полимерные материалы, Так, фирма Nynas разработала и использует автоматизированную систему охлаждения и расфасовки битумов в полиэтиленовую пленку. Жидкий битум подается на лентообразное охлаждающее устройство, которое движется по поверхности воды,

Для отвода выделяющегося в результате экзотермической реакции тепла имеется аммиачное охлаждающее устройство.