Главная -> Словарь

Прямоточных реакторов

Изучая идеальные системы, мы видели, что кривая давления наров бинарной смеси в идеальном случае представляет собой прямую линию, соединяющую точки на осях ординат, отвечающие давлению паров чистых компонентов. Реальные растворы всегда имеют ty или иную степень отклонения от прямолинейной зависимости, и давление паров системы выражается кривой, которая лишь приближается к прямой линии. Для систем с нормальной зависимостью давления паров от состава давление паров по-прежнему будет постепенно повышаться от давления паров высококипящего компонента Q до давления паров низкокипящего конденсата Р и в любой точке будет иметь значение, промежуточное между этими двумя крайними точками.

Пользуясь уравнением Клаузиуса — Клапейрона, можно представить давление насыщенных паров в виде прямолинейной зависимости от температуры в полулогарифмических координатах :

Регулярные и атермальные растворы в основном образуются неполярными растворителями. У регулярных растворов положительные отклонения от закона Рауля, а у атермальных — отрицательные. Полярные растворители, и в первую очередь растворители, склонные к ассоциации, имеют более существенные отклонения от прямолинейной зависимости, изменения давления паров и даже приближенно не подчиняются закону Рауля.

2. В системе координат у — / нанесены точки, взаимное расположение которых свидетельствует о прямолинейной зависимости ;/ от х, но разброс точек довольно значителен . Проводим эту прямую так, чтобы положение точек относительно нее было по возможности симметричным. Заносим результаты эксперимента и расчета в таблицу:

Поскольку доля паров изменяется практически в прямолинейной зависимости от температуры, а продолжительность крекинга уменьшается с повышением температуры по закону степенной функции, суммарный эффект температуры будет всегда положителен, т. е. с увеличением температуры необходимый реакционный объем всегда уменьшается.

Теплопроводность смесей газов, молекулярные массы которых взаимно значительно различаются , отклоняется от прямолинейной зависимости; выпуклость кривой линии зависимости коэффициента теплопроводности ЯСм от состава смеси обращена вниз.

Графит из деасфальтизата по пределу прочности на изгиб и разрыв превосходит графит из исходных остатков и асфальтита, но уступает ему по пределу прочности на сжатие. Коэффициент линейного расширения и модуль упругости у него значительно ниже, чем у графита, полученного на основе коксов из остатков и асфальтитов, т. е. по этим показателям графит, изготовленный на осно

. В рабочей зоне прямоточных реакторов вначале устанавливали перегородки из угловой стали с целью улучшения контакта между парами сырья и катализатором. Позже отказались от «набивки» из угловых элементов, уменьшающей полезный объем реактора и усложняющей его конструкцию, а также удорожающей его стоимость, особенно при применении перегородок из легированной стали .

На рис. 50 схематически представлен продольный разрез одного из прямоточных реакторов конструкции 1946 г. . Реактор приспособлен для питания его паро-жидким сырьем.

На рис. 49 показано несколько вариантов конструктивного оформления прямоточных реакторов паровой каталитической конверсии под давлением. Верхняя часть реактора, выступающая над лечью, имеет фланец для загрузки катализатора и патрубок для ввода парогазовой смеси. Патрубок может находиться на фланце, как показано на рис. 49, а или быть приваренным сбоку к корпусу реактора . Если газоотводящий патрубок расположен низко, то нижний фланец снабжают теплоизоляционной вставкой . Основная освещенная, т. е. обогреваемая часть реактора, во всех конструкциях одинакова и представляет собой

Другим способом существенной интенсификации процесса каталитического крекинга, нашедшим большое распространение, является увеличение линейных скоростей паров сырья до таких величин, при которых в реакторе осуществляется пневмотранспорт частиц катализатора. При этом реакция происходит интенсивно и нередко заканчивается в транспортной линии. Такие трубчатые реакторы получили название прямоточных реакторов.

Внедрение цеолитсодержащих катализаторов выявило необходимость применения для крекинга прямоточных реакторов с восходящим потоком с малым временем контакта катализатора и сырья, специальных приемов регенерации, обеспечивающих снижение содержания остаточного кокса на катализаторе до 0,05% и окисление оксида углерода в диоксид. Схема реакторного блока одной из современных установок каталитического крекинга, предназначенного для максимального использования активности и селективности цеолитсодержащих катализаторов, приведена на рис. 1.1. Совершенствование аппаратурного оформления процесса, выбор необходимых условий реакции и регенерации при дальнейшем улучшении качества цеолитсодержащих катализаторов позволили дополнительно увеличить выработку бензина на 6—12% .

Различный характер приведенных в литературе зависимостей теплового эффекта крекинга от конверсии сырья и большое число факторов, влияющих на его величину, затрудняет разработку общих рекомендаций для практических целей. В расчетной практике для прямоточных реакторов при крекинге вакуумного дистиллята сернистой нефти типа ромашкинской предлагается использовать следующую зависимость :

Распределение твердых частиц. Для эффективной работы прямоточных реакторов требуется возможно'более равномерное распределение твердой фазы'в потоке, т. е. наибольшая степень равномерности местных концентраций катализатора и минимальное продольное перемешивание фаз. В,то же время данные экспериментов указывают на значительную дисперсию локальных концентраций твердой фазы по поперечному сечению реактора. Это обусловлено тем, что- при движении двухфазного потока отдельные частицы сталкиваются как между собой, так и со-стенкой трубы.

Секционирование потока газовзвеси. Исследование газодинамики прямоточных реакторов с восходящим потоком твердых частиц показали, что при линейных скоростях газового потока 4—8 м/с в зависимости от размера аппарата существует значительная неравномерность в распределении концентраций твердой фазы . Последняя, хотя и меньше, чем в системах с псевдоожиженным слоем, но также сопровождается продольным перемешиванием твердой и газовой фаз и снижением средней скорости процесса

С целью снижения неравномерности и стабилизации газодинамического режима по высоте прямоточных реакторов в отдельных случаях устанавливают секционирующие вставки , вызывающие многократное дросселирование потока и препятствующие движению газовой и твердой фаз между зонами в направлении, обратном движению потока . Влияние перфорации секционирующих провальных решеток на концентрацию потока видно из рис. 5.18 .

Избыточное тепло регенерированного катализатора в прямоточных реакторах используется более рационально, так как это тепло расходуется на нагрев поступающего сырья, на повышение температуры в рабочей зоне и на осуществление крекинг-процесса, тогда как в противоточном реакторе избыточное тепло катализатора в значительной мере расходуется на перегрев выходящих из реактора продуктов крекинга. При прочих равных условиях средняя температура в рабочей зоне прямоточных реакторов оказывается более высокой, чем в реакторах проти-воточного действия. Имеются и некоторые другие преимущества прямоточных реакторов .

Избыточное тепло регенерированного катализатора в прямоточных реакторах используется более рационально, так как это тепло расходуется на нагрев поступающего сырья, на повышение температуры в рабочей зоне и на осуществление крекинг-процесса, тогда как в противоточном реакторе избыточное тепло катализатора в значительной мере расходуется на перегрев, выходящих из реактора продуктов крекинга. При прочих равных условиях средняя температура в рабочей зоне прямоточных реакторов оказывается более высокой, чем в реакторах проти-воточного действия. Имеются и некоторые другие преимущества прямоточных реакторов .