Главная -> Словарь

Реакционных устройствах

1. О р о ч к о Д. И. Кинетические расчеты проточных реакционных устройств для процессов синтеза жидких топлив. Гостоптехиздат, 1947.

Сравнение реакционных устройств для синтеза над стационарным

Процессы крекинга были весьма гибкими и на поздних стадиях развития особое внимание уделялось аппаратурному оформлению процесса и рациональной схеме. Установки нового типа получили название «комбинированных»; экономичность, достигавшаяся размещением различных реакционных устройств на одной площадке, а иногда и в одних и тех же аппаратах , была настолько очевидной, что комбинирование процессов нашло широкое распространение в практике строительства нефтеперерабатывающих заводов. В последний период «эры термического крекинга» стало обычным комбинировать следующие технологические процессы.

При работе с железным катализатором синтез ведут при несколько более высоких температурах и давлениях . Основными преимуществами железного катализатора являются низкая стоимость, более широкие пределы соотношения «СО : водород», меньшая чувствительность к перегреву и более широкий диапазон ценных продуктов синтеза. Как кобальтовый, так и железный катализаторы легко отравляются серой, поэтому обязательным условием является чистота исходного синтез-газа. Большие трудности при конструировании реакционных устройств для синтеза вызывает обеспечение эффективного теплоотвода, так как реакция синтеза сильно экзотермична. Сложным является также разделение продуктов синтеза.

В нефтепереработке основная масса процессов сопровождается многочисленными химическими реакциями, протекающими с выделением или поглощением тепла. Тепловой эффект процесса слагается из теплот этих реакций. Для технологических расчетов реакционных устройств тепловые, эффекты процессов переработки нефти и газа либо рассчитывают по закону Гесса либо определяют путем обследования реакционных устройств промышленных установок. Последний метод более точен.

Такая форма математического описания применима для различных реакционных устройств с непрерывным потоком реагентов и продуктов. Для систем идеального вытеснения — это обычная форма уравнений.

где е — доля свободного объема слоя; v — средняя скорость в свободном сечении; d3 — диаметр зерна катализатора; v — кинематическая вязкость потока. Для обычных условий регенерации е близко к 0,4, d3 — к 3- 10~3м, у — к 0,35 м/с, v— к 0,004 X X 10~ 3 м2/с. При этом значение Re близко к 400, что для зернистого слоя соответствует развитому турбулентному режиму. Для такого режима при достаточно больших отношениях диаметра d и длины / аппарата к диаметру зерна d3 из теории реакционных устройств следует, что число Пекле, характеризующее продольное перемешивание, оценивается соотношением :

Увеличение числа установок гидрокрекинга и их суммарной мощности привлекли внимание исследователей к изучению физико-химических закономерностей процесса. Действительно, большинство реакционных устройств для проведения гидрокрекинга в одну или две ступени представляет собой многосекционные адиабатические аппараты с промежуточными вводами водород-содержащего газа. Определение оптимального распределения объемов катализатора по секциям, потоков сырья и водород-содержащего газа не может быть выполнено обычными методами физического моделирования и требует проведения точных количественных расчетов на основе изучения химизма процесса, его кинетических закономерностей, термодинамических параметров.

Приведенные выше соотношения позволяют проводить расчеты различных реакционных устройств. Они удобны и для сравнения результатов процессов, проводимых в различных условиях. Ниже проведено качественное сопоставление периодических и непрерывных процессов, аппаратов перемешивания и вытеснения, изотермических и неизотермических режимов. Такой качественный анализ обычно предшествует расчетам и служит обоснованием для них.

Увеличение размеров реакционных устройств для проведения процессов нефтепереработки и нефтехимии может сопровождаться изменением их конструкции . Не удается также безгранично уменьшать размеры реактора. Изучение технических процессов крекинга, платформинга и других на одном-двух зернах катализатора в дифференциальном реакторе едва ли возможно, так как для анализа результатов необходимы значительные количества продуктов, а при малых количествах катализатора это требует длительного времени работы. Вследствие этого приходится изучать процесс в интегральном реакторе в условиях, когда физический транспорт может оказывать тормозящее действие на химические превращения.

Такая форма математического описания применима для различных реакционных устройств с непрерывным потоком реагентов и продуктов. Для систем идеального вытеснения — это обычная форма уравнений.

Приведенные выше схемы каталитического крекинга можно использовать при расчете процесса в различных реакционных устройствах. Так, если процесс проводится в псевдо-ожиженном слое катализатора, рекомендуется проводить расчеты на основе двухфазной модели псевдоожиженного слоя . По этой модели псевдоожиженный слой рассматривается как система из

При экспериментальных исследованиях изомеризации олефиноь используют реакторы разных типов: проточно-циркуляционные дифференциальные, периодические и проточные. Рассмотрим методы изучения кинетики изомеризации в этих реакционных устройствах.

Введение больших количеств обычных индикаторов едва ли имеет смысл как по экономическим соображениям, так и, главным образом, из-за сложности установления формы входного импульса . Поэтому для проведения измерений в больших реакционных устройствах с газовым потоком нами в качестве индикатора был взят 14С02. При этом оказалось возможным для лабораторных и производственных аппаратов использовать сходные схемы измерений.

Значительное внимание уделено созданию математического описания процесса на основе уравнений балансов и оценке условий перемешивания в реакционных устройствах.

2. Распределение времени пребывания и перемешивание в различных реакционных устройствах .... цб

2. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ВРЕМЕНИ ПРЕБЫВАНИЯ И ПЕРЕМЕШИВАНИЕ В РАЗЛИЧНЫХ РЕАКЦИОННЫХ УСТРОЙСТВАХ

Основным направлением использования процесса пиролиза является получение низших олефинов. Выход последних возрастает с увеличением температуры и соответствующим снижением времени реакции. Однако в различных реакционных устройствах, в частности в наиболее распространенных трубчатых печах, малое время реакции, требующее больших скоростей сырьевого потока, достигается' при преодолении значительных гидравлических сопротивлений. В результате создается повышенное давление на входе в реакционный змеевик. Лучше всего устранить это явление, разбавляя углеводородное сырье инертным разбавителем, чем обеспечивается необходимое общее давление при низком парциальном давлении углеводородов. В качестве инертного разбавителя обычно применяют водяной пар, который легко отделяется от продуктов пиролиза конденсацией. Кроме того, водяной пар в некоторой степени снижает отложение пироуглерода в результате его газификации по реакции: Н2О + С •= Н2 + СО

Эффективность работы реакционных устройств и их размеры в значительной степени предопределяются гидродинамическим режимом, поэтому выбор и обоснование этого режима и соответствующие гидродинамические расчеты являются важнейшим элементом конструирования оборудования, в котором осуществляется химическая реакция. Во многих реакционных устройствах процесс осуществляется при контактировании паров, газов или жидкостей с твердым гранулированным или порошкообразным материалом, являющимся катализатором, реагентом или теплоносителем. Это вносит ряд существенных особенностей в гидродинамический режим и методы расчета. В этой связи в настоящем разделе рассмотрены некоторые общие закономерности гидродинамики таких систем.

В процессе каталитического крекинга восходящий газокатали-заторный поток применяется в системах транспорта твердой фазы между реакционными аппаратами, а, также в последнее время в реакционных устройствах для крекинга на высокоактивных цео-литсодержащих катализаторах. Прямоточные реакционные аппараты с восходящим газокатализаторным потоком различаются по концентрации твердых частиц в объеме аппарата и скорости перемещения твердых частиц.

Одной из основных проблем использования физико-химиче* ских моделей для моделирования и оптимизации процесса каталитического риформинга является определение кинетических параметров моделей, обеспечивающих соответствие расчетных и экспериментальных выходов и температур в реакционных устройствах.

Процессы нефтепереработки с облучением непосредственно в реакционных устройствах