Главная -> Словарь

Реакционных процессов

Не следует противопоставлять химическую кинетику и химическую термодинамику. На основе закономерностей проектировщик, инженер или устанавливает в целом наиболее благоприятную, с точки зрения выхода целевого продукта, область протекания химических реакций. Химическая же кинетика позволяет в термодинамически разрешенной области рассчитать концентрации продуктов реакций, материальный баланс, геометрические размеры реакционных аппаратов и технологические параметры процессов.

Большое внимание на качество катализатора оказывает способ его получения. Поскольку каталитическая реакция протекает на поверхности, целесообразно получить катализатор с максимально развитой поверхностью с большим количеством пор. Для разных реакций оптимальными могут быть узкие или, наоборот, более широкие поры, а также их комбинации. Не менее важны форма и размер зерен катализатора — от этого зависят удельная производительность, гидравлическое сопротивление слоя катализатора и конструкция реакционных аппаратов . Кроме того, сама активность единицы поверхности катализатора зависит не только от его химического состава, но и от способа его приготов — ления.

4) "десорбируемый" кокс, остающийся в порах катализатора в результате неполной десорбции в отпарных зонах реакционных аппаратов.

К нерегулируемым параметрам каталитического крекинга можно отнести качество сырья, качество катализатора , тип и конструкции реакционных аппаратов, обеспечивающие заданный в соответствии с проектом технологический режим и производительность по сырью.

iti реакционных аппаратов системы, где процесс конверсии

iti реакционных аппаратов системы, где процесс конверсии

В зависимости от качеств катализатора, а также свойств сырья и условий эксплуатации установки удельный расход катализатора составляет 0,15 — 0,4% вес. от загружаемого в реактор свежего сырья. Для первоначальной загрузки реакционных аппаратов, бункеров, хранилищ и трубопроводов установки средней пропускной способности требуется несколько сотен тонн катализатора, а~круп-ной установки, например мощностью около 5000 т/сутки сырья, свыше 1000 т катализатора.

Для регулирования количества катализатора, отводимого из реакционных аппаратов, устанавливаются задвижки у оснований вертикальных стояков, над узлами смешения. Во избежание слеживания и зависания катализатора в стояки вводится небольшое количество водяного пара или инертного газа. Обычно имеется несколько равномерно распрзделенных по высоте вводов для «аэрации* катализатора в в случае необходимости продувки трубопровода.

Ниже приведены размеры реакционных аппаратов показанного на рис. 74 типа двух крекинг-установок флюид небольшой пропускной способности.

Циклоны нередко прогорают и коробятся, а поддерживающие их детали изнашиваются и Вытягиваются. Известны случаи, когда циклоны, выполненные из листов углеродистой стали толщиной 6 мм, после 1—2 лет эксплуатации приходили в полную негодность вследствие их прогара и абразивного износа. Капитальный ремонт изношенных циклонов или замена их новыми — трудоемкая операция, проводимая в ограниченном пространстве под верхними днищами аппаратов и на большой высоте. На отдельных установках циклоны регенераторов плакируют высоколегированной сталью. Это делается не столько для того, чтобы избежать коробления циклонов при их перегреве, сколько для предохранения металла от окисления . Для удобства монтажа и возможности смены циклонов лазы в корпусах реакционных аппаратов часто делают такого размера, чтобы просвет их был достаточным для свободного протаскивания целиком изготовленного циклона или его крупных узлов. Например, через лаз диаметром 1,4 м одного из аппаратов протаскивают циклоны весом каждый 2,18 т, высотой 3,96 м и диаметром 1,35 м .

По взаимному положению реакционных аппаратов крекинг-установки флюид подразделяются на следующие три группы.

но-реакционных печей. Это вызвано особенностью реакционных процессов, в которых строго регламентируется продолжительность пребывания сырья в реакционных зонах трубчатого змеевика. В таких печах высокие теплонапряженности поверхности нагрева труб допустимы только до момента начала реакции.

Ддя юдс.';'йрс.'Вааля реакционных процессов в системе жидкость - га«* " твердое необходимо знание га-восодерж.чнмн и критерия Пекле, характйривующегв продольное перемешивание в жидкой разе д^ =

Эти курсы систематизируют ранее полученные знания по теоретическим основам реакционных процессов, физико-химическим основам разделительных и совмещенных реакционно-массообмен-ных процессов, а также по оборудованию заводов и основам проектирования производств отрасли.

Совмещенные процессы получили значительное распространение в производствах основного органического и нефтехимического синтеза. Причем имеет место совмещение как нескольких реакционных процессов, так и реакционных процессов с массо-обменными. Примером первых могут служить сложные химические процессы, в которых одна реакция является экзотермической, а другая — эндотермической. В частности, к таким процессам можно отнести окислительное дегидрирование углеводородов.

Для осуществления физических процессов в реакторных устройствах используются различные конструктивные элементы . Так как сочетаний этих элементов и реакционных процессов может быть много, то и количество реакторных устройств также значительно.

Интенсификация работы реакторных подсистем будет наиболее эффективной, если: их рассматривать в совокупности с другими подсистемами; использовать все закономерности реакционных процессов, а также все способы интенсификации рассматривать совместно, т. е. как сложную систему.

Совмещать можно реакционные процессы с массообменными, несколько массообменных процессов, несколько реакционных процессов и т. д. Такое совмещение позволяет более полно использовать сырье, получать целевые продукты с меньшими энергетическими и капитальными затратами.

Данная классификация проведена по методам разделения или отделения продуктов. В дальнейшем мы будем пользоваться главным образом этой классификацией. Но так как существует большое разнообразие химических реакций и процессов и все они имеют свои особенности, то можно провести классификацию по типу реакций или реакционных процессов.

Применение совмещенных процессов. Правильное применение совмещения различных процессов позволяет повысить не только конверсию реагентов, но и выход целевых продуктов при меньших затратах энергии. Для этого можно совмещать реакционные и мас-сообменные процессы, а также несколько массообменных и реакционных процессов.

Наиболее важное значение имеют реакционно-массообменные процессы, позволяющие, например, в случае равновесных реакций достигать полной конверсии реагентов при высокой селективности. При этом сокращаются энергетические затраты, так как исключаются рециклы по сырью и не нужны аппараты, предназначенные для отделения сырья от целевых продуктов. Особенно большой эффект достигается при использовании специального формованного катализатора, который одновременно выполняет функции массо-обменной насадки. В технологии основного органического и нефтехимического синтеза находят и будут находить еще большее применение реакционно-абсорбционные процессы , реакционно-ректификационные и реакционно-экстракционные процессы. Такое сочетание позволяет улучшать показатели не только реакционных процессов , но и массообменных процессов , а следовательно, и процесс в целом.

Во всех специальных дисциплинах специальности «Химическая технология органических веществ» большое внимание уделяется вопросам реализации принципов создания безотходных ресурсо-и энергосберегающих технологий. В частности, в курсе «Теоретические основы реакционных процессов» наибольшее внимание уделяется реализации следующих принципов: созданию малостадийных и в пределе одностадийных химических процессов; разработке процессов, имеющих высокую избирательность ; применению методов, позволяющих одновременно получать несколько целевых продуктов; совмещению нескольких реакций, направленных на получение одного и того же продукта; разработке процессов с малым энергопотреблением. Реализация этих принципов базируется на глубоком изучении термодинамики реакционных процессов, подборе соответствующих каталитических систем и выборе оптимальных условий проведения реакций на основе выявления кинетических закономерностей.