Главная -> Словарь

Поверхность конденсатора

В работе на примере гидрирования циклопропана исследована удельная каталитическая активность ряда нанесенных и ненанесенных металлических катализаторов и определена активная поверхность металла. В качестве катализаторов использовали Ni, Co, Mo, Rh, Pt и Pd, нанесенные на А12О3, кизельгур и активированный уголь, а также Pt- и Pd-черни. Активность и поверхность катализаторов определяли методом импульсного отравления поверхностных активных центров оксидом углерода. Установлено, что наиболее активными и селективными являются Ni-катализаторы, восстановленные при 360 °С. Показано, что в присутствии Ni, Co, Мо и Rh проходит как гидрогенолиз циклопропана, так и его гидрокрекинг; на Pt и Pd крекинг не протекает. По общей активности исследованные катализаторы располагаются в ряд: Rh Ni Pd Pt Mo Co, по активности в реакции гидрокрекинга получен иной ряд: Ni Со Mo Rh Pt, Pd. Эти результаты показывают, что примененный метод с использованием гидрогенолиза циклопропана в качестве модельной реакции дает возможность быстро и достаточно точно определять удельную активность металлсодержащих катализаторов и поверхность металла. Полученные результаты хорошо согласуются с данными, найденными классическими методами.

Активность и избирательность катализаторов определяются их химической природой. Обычно катализаторы представляют собой сложные композиции. В состав их могут входить несколько активирующих компонентов, которые иногда наносят на пористые инертные или активированные носители, обладающие, например, кислотной природой. В процессе эксплуатации поверхность катализаторов покрывается различными примесями сырья и, главным образом, коксовыми отложениями, изменяющими «аталитичеокие свойства.

на кварце» представляет собой кварцевый песок, на который нанесена пленка кислоты. Этот катализатор легко регенерируется при промывании водой и пропитывании свежей кислотой. С увеличением степени помола кварца растет его удельная поверхность, но возрастает и гидравлическое сопротивление слоя катализатора; обычно размер частиц кварца ограничивается 0,7—0,9 мм. Недостатком этого катализатора является механический унос кислоты с поверхности кварца. Удельная поверхность катализаторов обоих типов невелика — 2—4 м2/г.

бальтникельмолибденовые катализаторы содержат 10—15% металлов при атомном соотношении Со : Ni: Mo от 1 : 1 : 2 до 1:2:6. Удельная поверхность катализаторов гидроочистки составляет 160—330 м2/г, средний радиус пор 30—50 А.

В промышленных условиях физические и химические свойства алюмосиликатных катализаторов резко изменяются. Одна из причин изменения катализатора — его спекание. Скорость и степень спекания катализаторов зависят от их химического состава, поро-вой характеристики, температуры процесса, среды, продолжительности обработки и др. Влияние температуры прокалки в воздухе на удельную поверхность катализаторов показано на рис. 12 . До 500 °С удельная поверхность катализаторов сохраняется постоянной. Дальнейшее повышение температуры приводит к прогрессивному уменьшению поверхности; при 800—1000 °С она становится равной нулю. Наименьшей термостойкостью обладают магнийсиликатные и природные катализаторы, а наибольшей — синтетические алюмосиликаты. Разная термостойкость алюмосиликатов, несмотря на их близкий химический

Удельная поверхность катализаторов. Существует множество методов определения величины удельной поверхности, т. е. поверхности, отнесенной к единице массы твердого тела. Наиболее распространенным является адсорбционный метод. При этом чаще всего исходят из определения объема адсорбированного газа Vm , образующего на измеряемом теле мономолекулярный слой. Если это количество известно, удельная поверхность 5УД может быть вычислена по формуле:

Железооксидные катализаторы обладают высокой механической прочностью, технология их получения проста. Для их приготовления могут быть использованы широко доступные реактивы, при этом входящие в состав последних примеси, за исключением ионов хлора, не оказывают влияния на каталитическую активность полученного оксида железа в окислении сероводорода. Каталитические свойства оксида железа зависят от температуры прокаливания образцов. С ее повышением значительно уменьшается удельная поверхность катализаторов и удельный объем пор. При этом снижается активность, однако, возрастает селективность в образовании элементной серы. По известным в настоящее время сведениям, оптимальной температурой прокаливания для железооксидных катализаторов является 600-700°С. Для предотвращения спекания оксида железа в процессе приготовления катализаторов может быть применен метод нанесения активной массы на пористый носитель. При этом в катализаторе сохраняются поры среднего диаметра, обеспечивающие высокую каталитическую активность. Нанесенные катализаторы имеют перед массовыми еще и то преимущество, что они проявляют более высокую селективность и обладают высокой механической прочностью.

Современные промышленные катализаторы риформинга можно разделить по их структурной характеристике на две группы: 1) с однороднопористой структурой, с преобладающим радиусом пор 80—100 А, общий объем пор 0,75—0,8 мл/г, поверхность около 180 м2/г. Это катализаторы серии R фирмы Universal Oil Products— шарики диаметром 1,5—3 мм. У второй группы катализаторов бидисперсная структура — основная часть пор имеет радиус 20—60 А, а другая часть состоит из более широких пор. Удельная поверхность катализаторов 240—300 м2/г. Представители этой группы — катализаторы RD-150 и RD-150C фирмы Engelhard Minerals Chemicals Corp. По форме эти катализаторы представляют собой экструдированные таблетки диаметром 1,5—2 мм и высотой 4—4,5 мм .

Определение удельной поверхности катализаторов. Удельная поверхность

Поверхность конденсатора, м2 5950 1070 583

Пример 7. 2. Определить расход охлаждающей воды и поверхность конденсатора-холодильника для конденсации и охлаждения смеси бензиновых п водяных паров от НО до 70° С и от НО до 35° С.

Пример 7. 3. По условиям примера 7. 2 определить поверхность конденсатора-холодильника воздушного охлаждения, если одна трубка диаметром 38 X X 3 мм и длиной I = 3 м имеет поверхность 0,387 л2, а та же сребренная трубка имеет поверхность / = 2,78 м2. Интервал нагрева воздуха примем от 5 до 35° С.

Пример 3. Определить расход охлаждающей воды и поверхность конденсатора-холодильника для конденсации и охлаждения смеси

По условиям теплообмена охлаждающая поверхность конденсатора делится на три зоны: зону охлаждения перегретого пара, зону конденсации и зону охлаждения конденсата. Первой соответствуют наихудшие условия теплообмена, а второй наилучшие. В результате этого поверхности охлаждения приходится находить для каждой зоны

136. Рассчитать расход воздуха и поверхность конденсатора холодильника воздушного охлаждения, в который при 125 °С поступают из колонны следующие продукты: 102055 кг/ч паров нестабильного бензина , 17916 кг/ч жирного газа, 9629 кг/ч водяного пара. Конечная температура продуктов 40 °С; температура воздуха на входе и выходе из аппарата соответственно 20 и 60 °С. Согласно заводским данным, коэффициент теплопередачи /. Теплоемкость жирного газа при нормальных условиях С=1,91 кДж/.

При малом расходе водяного пара масса углеводородных паров будет мала, рабочая линия будет крутой, а необходимое число теоретических тарелок значительно возрастет. С увеличением расхода водяного пара число тарелок уменьшится, однако вследствие увеличения общего объема паров возрастет диаметр колонны. Кроме того, увеличится поверхность конденсатора и расход хладагента.

При завышенном значении веса потока G2 расход водяного пара Z велик, температура остатка tn будет низкой, давление насыщенных паров остатка мало, а поэтому мал и вес паров Gs. В этом случае линия концентраций MN в нижней части будет крутой, значительно возрастет необходимое число тарелок, а эффективность нижних тарелок крайне мала . При малых значениях веса паров Ga линия концентрации па всем протяжении будет крутой и потребуется либо чрезмерно большое число тарелок или вообще получение остатка заданного состава окажется невозможным. При малом расходе водяного пара Z вес паров G3 в соответствии с уравнением будет так же мал, поэтому линия концентраций MN будет крутой, а необходимое число тарелок значительно возрастет. С увеличением расхода водяного пара необходимое число тарелок уменьшается, однако при этом одновременно возрастает диаметр колонны, так как увеличивается суммарный объем паров. При увеличении количества водяного пара увеличиваются поверхность конденсатора и расход охлаждающей воды.

Неполностью конденсируются молекулы и достигшие поверхности конденсации. Отношение числа сконденсировавшихся .молекул к числу молекул, ударившихся о поверхность конденсатора, напивается коэффициентом аккомодации:

чиной давления в колонне, используя таким образом для конденсации большую или меньшую часть поверхности конденсатора. При повышении давления в системе рабочая поверхность конденсатора увеличивается, а отбор продукта возрастает. Товарный бутан через регулятор давления перекачивается в резервуары. Для полной гарантии от попадания фтористоводородной кислоты в товарный бутан в случае нарушений режима процесса предусмотрена щелочная промывка. Остаток из бутановой колонны через регулятор уровня нижнего продукта и вторую колонну щелочной промывки перекачивается в резервуары для хранения алкилата.

Поверхность конденсатора определяется из расчёта: