Главная -> Словарь

Перемешивание реагирующих

Полимеризация. В условиях, неблагоприятных для быстрого течения реакции взаимодействия олефина с изопарафином, полимеризация оле-фина может стать преобладающей реакцией. К таким неблагоприятным условиям относятся высокое отношение олефин : изопарафин, высокое отношение углеводород : катализатор, низкая активность катализатора, недостаточное перемешивание реагентов и катализатора.

На стадии окисления требуются точная регулировка подачи воздуха и тщательное перемешивание реагентов на входе в реактор с катализатором селектокс. Последний представляет собой оксид ванадия , нанесенный на нещелочной пористый тугоплавкий оксид. Типичный катализатор состоит из 1...30% ванадия в оксидной или сульфидной форме. В качестве носителя используют алюминий, титан, кремний, цирконий, а также их различные комбинации, фосфаты кислых металлов, арсенаты, кристаллические или аморфные алюмосиликатные водородные цеолиты.

При периодическом способе с циркуляцией реакционная смесь циркулирует через теплообменник, расположенный вне реакционного аппарата. Скорость циркуляции изменяется в широких пределах, содержимое реактора перекачивается за 1—10 мин. Использование реакторов с распылением реакционной массы обеспечивает хорошее перемешивание реагентов, поэтому получается продукт с низким содержанием полигликолей, бесцветных и с узким молекулярно-массовым распределением.

На стадии окисления требуются точная регулировка подачи воздуха и тщательное перемешивание реагентов на входе в реактор с катализатором селектокс. Последний представляет собой оксид ванадия , нанесенный на нещелочной пористый тугоплавкий оксид. Типичный катализатор состоит из 1...30% ванадия в оксидной или сульфидной форме. В качестве носителя используют алюминий, титан, кремний, цирконий, а также их различные комбинации, фосфаты кислых металлов, арсенаты, кристаллические или аморфные алюмосиликатные водородные цеолиты.

Необходимым условием высокого выхода продукта является интенсивное перемешивание реагентов, особенно в период загрузки сульфоната. Мешалка реактора должна быть якорного или рамного типа с близким расположением лопастей ее к .стенкам сосуда. В противном случае у стенок образуется слой, который, во-первых, подгорает и осмоляется, во-вторых, является изоляционной прослойкой, нарушающей тепловой режим реакции.

Перемешивание реагентов в реакторе влияет на общий режим его работы. При этом необходимо иметь в виду, что при полном перемешивании температурный режим во всех точках один и тот же. Следовательно, и скорость реакции должна быть одинаковой во всех частях реактора. Такого рода процессы могут быть как периодического, так и непрерывного действия. Для перемешивания часто применяют мешалки, но можно использовать также и инертный газ, который, пробулькивая через реакционную массу, будет ее перемешивать.

Следовательно, в этом случае наблюдается как секционированное, так и многоступенчатое перемешивание реагентов: при этом можно все реагенты вводить в первый реактор или один из них — частями в каждый из реакторов.

Одним из основных способов увеличения скорости химического процесса является перемешивание реагентов. Причем перемешивание увеличивает коэффициент массопередачи или константу скорости процесса вследствие перехода от молекулярной диффузии к конвективной. При этом снижается диффузионное сопротивление, препятствующее взаимодействию компонентов. Наиболее целесообразно увеличивать степень перемешивания взаимодействующих веществ при осуществлении процессов, протекающих в диффузионной области. При этом увеличивать степень перемешивания можно до тех пор, пока общая константа скорости процесса не перестанет зависеть от коэффициентов переноса D, т. е. до перехода процесса из диффузионной области в кинетическую. Дальнейшее увеличение перемешивания в проточных аппаратах снижает движущую силу процесса и скорость реакции.

Вместе с тем перемешивание реагентов в аппаратах может оказывать неблагоприятное влияние на работу реактора. К таким отрицательным гидродинамическим явлениям в потоке реагентов относятся: неравномерное распределение скорости в осевом направлении; случайное отклонение скоростей, возникающее в результате теплового движения; турбулентные завихрения; нарушение распределения скоростей вследствие молекулярной диффузии, особенно при ламинарном движении потока.

б) обеспечить максимально возможное перемешивание реагентов и развитие поверхности контакта, а также максимальную растворимость олефина в реакционной смеси, используя, в частности, рециркуляцию получаемых алкилсульфатов.

Хорошее перемешивание реагирующих фаз при высоте рабочей зоны колонны около 15 м делает малоэффективной установку в колонне устройств, предназначенных для дополнительного перераспределения внутренней циркуляции потоков газа и жидкости. Были проведены сопоставительные испытания двух промышленных колонн диаметром 2,2 м и высотой рабочей зоны 14—15 м; одна из колонн была пустотелая, другая — снабжена рассекателями, представляющими собой смонтированные под углом 45° к горизонтальной плоскости и расходящиеся из центра стальные пластины. Сравнение сделано для битумов с температурой размягчения по КиШ, равной 53±4 °С, при температуре окисления 280±5°С и расходе воздуха 3400+100 м3/ч. В результате установлено отсутствие значимой разницы между средними квадратичными ошибками и средними значениями измерений содержания кислорода в испытуемых, колоннах . Следовательно, эффективность обеих колонн одинакова .

Схема окисления с использованием колонн заключается в следующем. Сырье насосом подают в колонну под уровень жидкости. В нижнюю часть колонны через маточник подают компрессором воздух. Битум откачивают с низа колонны , отработанные газы выводятся с верха колонны из газового пространства. Перемешивание реагирующих газовой и жидкой фаз происходит за счет энергии сжатого воздуха. В результате перемешивания' температуры выравниваются практически во всем объеме зоны реакции, что предопределяет возможность использования холодного сырья: свежее сырье при поступлении в колонну смешивается с окисляемым материалом и нагревается за счет тепла реакции окисления. В случае глубокого окисления охлаждения сырьем недостаточно, и необходимы системы дополнительного охлаждения {74))).

~ собность,^вследствие^ чего_необходимо интенсивное перемешивание реагирующих веществ с катализатором. Не-

С одной стороны, стри повышении температуры понижается вязкость кислоты и углеводородов и создаются более благоприятные условия для их перемешивания и тесного контакта. Последнее в свою очередь обусловливает большую скорость сорбции углеводородов кислотой и потому большую скорость всех протекающих реакций. Снижаются затраты энергии на перемешивание реагирующих углеводородов и катализатора , что улучшает экономику процесса.

Интенсивное перемешивание реагирующих веществ способствует ускорению химических реакций и повышению их селективности. При перемешивании взаимно нерастворимых жидкостей дисперсная фаза вначале разрывается на цилиндрики, а в дальнейшем образует тонкие ленты, от которых отрываются крупные капли, распадающиеся затем, на мелкие капельки . Для создания интенсивного перемешивания реагирующих продуктов необходимо создавать турбулентное движение.

В начале разработки процесса производства хлористого металлила газообразный хлор барботировпли через жидкий изобутилен. При этом в качестве побочного продукта образовывалось большое количество хлористого mpe/л-бутила, так как хлористый водород, выделявшийся в результате реакции замещения, очень легко присоединялся к непрореагировавшему изобутилену. Указанное затруднение' было преодолено тем, что процесс стали проводить по непрерывной схеме, стараясь как можно быстрее удалять из зоны реакции хлористый водород . Для этого жидкий изобутилен и хлор пропускали через форсунку , обеспечивавшую хорошее перемешивание реагирующих веществ. Полученная смесь поступала затем в короткий реактор, охлаждаемый водой , откуда попадала в колонну, в которой хлористый водород отмывался теплой водой. Все хлорированные продукты конденсировали, после чего смесь подвергали ректификации для выделения хлористого металлила.

Хорошее перемешивание реагирующих фаз при высоте рабочей зоны колонны около 15 м делает малоэффективной установку в колонне устройств, предназначенных для дополнительного перераспределения внутренней циркуляции потоков газа и жидкости. Были проведены сопоставительные испытания двух промышленных колонн диаметром 2,2 ми высотой рабочей зоны 14—15 м; одна из колонн была пустотелая, другая — снабжена рассекателями,, представляющими собой смонтированные под углом 45° к горизонтальной плоскости и расходящиеся из центра стальные пластины. Сравнение сделано для битумов с температурой размягчения по КиШ, равной 53±4 °С, при температуре окисления 280±5 °С и расходе воздуха 3400+100 м3/ч. В результате установлено отсутствие значимой разницы между средними квадратичными ошибками и средними значениями измерений содержания кислорода в испытуемых колоннах . Следовательно, эффективность обеих колонн одинакова .

Схема окисления с использованием колонн заключается в следующем. Сырье насосом подают в колонну под уровень жидкости. В нижнюю часть колонны через маточник подают компрессором воздух. Битум откачивают с низа колонны , отработанные газы выводятся с верха колонны из газового пространства. Перемешивание реагирующих газовой и жидкой фаз происходит за счет энергии сжатого воздуха. В результате перемешивания температуры выравниваются практически во всем объеме зоны реакции, что предопределяет возможность использования холодного сырья: свежее сырье при поступлении в колонну смешивается с окисляемым материалом и нагревается за счет тепла реакции окисления. В случае глубокого окисления охлаждения сырьем недостаточно, и необходимы системы дополнительного охлаждения .

Из условий, ведущих к образованию полимера вместо алкилата, следует указать: высокое, отношение олефин : изопарафиновый углеводород, недостаточно интенсивное перемешивание реагирующих веществ с катализатором, слишком низкая температура реакции и недостаточная активность катализатора.

В циркуляционном насосе производительность 150-250 мЗ/ч происходит интенсивное перемешивание реагирующих компонентов, смесь подается на охлаждение в теплообменники 28. После теплообменников основная часть смеси вновь поступает на всасывающую линию циркуляционного насоса 27; н контуре насос- тешюобменник-насос происходят нейтрализация АБСК, омыление СЖК, отбеливание смеси ПАВ.

порядке прорезаны щели 9, в месте нахождения щелей трубки слегка сжаты. Такое устройство обеспечивает интенсивное перемешивание реагирующих компонентов.