Главная -> Словарь

Реакционном пространстве

Реакционный змеевик является частью общего змеевика, которая располагается в радиантной секции печи. По длине змеевика повышается температура потока, падает давление, растет глубина крекинга, меняется состав продуктов и увеличивается скорость потока, обусловленная образованием газообразных углеводородов и частичным испарением жидкой фазы. Цель расчета реакционного змеевика — определение его длины, обеспечивающей заданную глубину крекинга сырья, определение перепада давления и количества подводимого тепла. Из-за меняющихся условий по длине змеевика точный расчет последнего оказывается исключительно громоздким и сложным. Поэтому обычно прибегают к упрощениям. Задача состоит в том, чтобы с достаточной точностью провести расчет змеевика при заданных условиях и выбрать такие размеры и конфигурацию реакционного устройства, которые бы обеспечивали достаточную длительность межремонтного пробега, минимальные капитальные и эксплуатационные затраты.

При выборе реакционного устройства необходимо учитывать тип сырья и качество готового продукта. Если при окислении выделяется много тепла, предпочтение следует отдать реакто-

Для смягчения условий сульфирования газообразным серным ангидридом предложено применять растворители — галогенпроиз-водные низкомолекулярных углеводородов . Чаще всего используют дихлорэтан и четыреххлористый углерод, однако они токсичны, требуют регенерации, способствуют коррозии аппаратуры, вызывают необходимость дополнительного охлаждения реакционного устройства. Более перспективным растворителем является жидкий сернистый ангидрид — он дешев и доступен, легко и без потерь регенерируется, ослабляет окислительное действие серного ангидрида, за счет испарения в сульфураторе снимается часть выделяющейся при сульфировании теплоты.

Промышленные процессы проводятся под давлениями, при которых мономолекулярные реакции не лимитируются активирующими соударениями и протекают по первому порядку. Поэтому мы не рассматриваем здесь область низких давлений, когда мономолекулярные реакции протекают по второму или промежуточному между первым и вторым порядку. В большинстве случаев отношение реакционного объема к поверхности реактора и давление в промышленных процессах таковы, что роль стенки для протекающих в газовой фазе реакций несущественна. Поэтому во всех случаях, когда это специально не оговаривается, предполагается, что реакции в газовом объеме не зависят от отношения поверхности реакционного устройства к его объему и материала стенки, т. е. являются чисто газофазными.

выхода пироуглерода от массового соотношения пар: сырье при пиролизе пропановой фракции при 800 °С и времени реакции 1 с. Как видно из данных этого рисунка, введение до 20% масс, на сырье водяного пара влияет на выход пироуглерода в значительно большей степени, чем дальнейшее увеличение его подачи. При подаче водяного пара более 20% масс, выход пироуглерода снижается в той же степени, что и парциальное давление углеводородов. Это связано с тем, что реакция газификации углерода водяным паром при повышении его парциального давления изменяет порядок по Н20 от первого к нулевому. Ясно, что с точки зрения подавления образования пироуглерода повышение концентрации водяного пара в смеси с углеводородами технологически оправдано до перехода реакции газификации в область нулевого порядка. Дальнейшее повышение концентрации водяного пара снижает образование пироуглерода в той же степени, в какой снижается производительность реакционного устройства по сырью. Данные табл. 2.4 характеризуют влияние парциального давления паров сырья на состав газа пиролиза.

варианта реализации реакционного устройства.

Для корректной оценки влияния варианта реализации реакционного устройства на результаты процесса был выбран показатель степени селективной конверсии. Целью процесса висбрекинга является получение из высоковязких остатков маловязких котельных топлив. Это наиболее эффективно достигается образованием значительных количеств среднедистиллятных фракций собственной выработки, которые играют роль разбавителя, поэтому селективная конверсия оценивалась по выходу целевых дистиллятных продуктов за вычетом использованных разбавителей . Определение потенциальных материальных балансов проводилось с учетом фракционного состава всех получаемых продуктов и применяемых разбавителей с использованием стандартных методов фракционирования и метода имитированной дистилляции для компонента котельного топлива, выводимого с установки.

различными вариантами реализации реакционного устройства

Потенциальные материальные балансы установок висбрекинга с различными вариантами реализации реакционного устройства

Продукты крекинга состоят из газа, паров бензина и промежуточных фракций и крекинг-остатка. Для отделения последнего от газо-паровой фазы продукты крекинга из реакционного устройства поступают в испаритель — полый аппарат, режим в котором обеспечивает отделение жидкого крекинг-остатка от газо-паровой смеси.

3. Давлетшин А.Р., Обухова С.А., Везиров P.P. и др. Влияние реакционного устройства на эффективность процесса висбрекинга /Материалы II Международного симпозиума "Наука и технология углеводородных дисперсных систем". - Уфа, 2000. -С. 45-47. .

Необходимая масса катализатора в реакционном пространстве

В начале опыта продукты реакции выпускают в атмосферу через запорный кран, врезанный перед ректификационной колонкой, до тех пор, пока температура реакции и соотношение обоих реагирующих компонентов не установятся на требуемом для данного опыта уровне.

Хлор при комнатной температуре и н-бутан, нагретый до 180°, подводятся раздельно в смесительную камеру 2 в объемном соотношении 1: 3. Скорость газовой смеси на входе в реакционное пространство составляет около 7 м/сек. В реакционном пространстве, где поддерживается температура 450°, находится активный уголь с размером зерна 0,4—2 мм, который перед началом процесса загружается в реактор через загрузочное устройство 5. Хлор полностью ваимо-действует с бутаном, образуя 90% монохлорбутана. Остаток состоит из дихлоридов и весьма небольших количеств трихло-ридов.

Количество реагирующей смеси в реакционном пространстве непрерывно возобновляют новой, подаваемой из соответствующей емкости, взамен прореагировавшей и уходящей в холодильник,

Поддерживать в реакционном пространстве концентрацию раствора сульфохлоридов, не превышающую примерно 20%, необходимо по той причине, что при более высокой концентрации сульфохлоридов превращение и выход сильно снижаются, а при условиях, которые не поддаются точному контролю, иногда единственным продуктом реакции бывает только хлористый сульфурил. По этой же причине непригоден простейший, казалось бы, путь, а именно: использование в качестве растворителя самого продукта реакции.

1 Объемная скорость—это отношение объема пропускаемого за единицу времени сырья к объему катализатора в реакционном пространстве .

Расчеты показывают, что продолжительность коксования этих двух видов сырья сталовится одинаковой при достижении в реакционном пространстве температуры 483 °С и составляет 7,5 мин, а при 500 °С — 3,7 мин.

Дистилляты коксования в кубах характеризуются более низким содержанием непредельных соединений и более низкой коксуемостью по сравнению с дистиллятами, например, контактного коксования, где температура процесса выше, а время пребывания паров в реакционном пространстве значительно меньше.

определенной лабораторным методом: в 1,6—1,65 раза при плотности сырья не выше 0,95 г/см3; в 1,45—1,55 раза — при плотности 1,00—1,05 г/'см3 ив 1,3 раза — при плотности 1,08 г/см3. Такой высокий выход кокса объясняется сравнительно низкими температурами в реакционном пространстве . Замедление реакций коксования приводит к возрастанию роли вторичных реакций — полимеризации и уплотнения непредельных продуктов первичного распада. В конечном счете содержание непредельных соединений в газообразных и жидких продуктах коксования снижается, а количество коксообразующих в остатке возрастает и увеличивается выход кокса в расчете на сырье. Кро- /4 ме того, в реакторах происходят конденсация на отно- а !Z сительно холодных верхних '^ частях тяжелых фракций образующегося дистиллята, возвращение их на повтор-ное коксование и увеличение в связи с этим выхода кокса.

Между этими двумя непрерывными процессами имеется и большое сходство, и существенное различие. Основные кинетические факторы процесса-—температура в реакционном пространстве и продолжительность основных реакций — примерно одинаковы. Поэтому материальные балансы и качество получаемых продуктов близки между собой. В стадии первоначальной разработки процесса контактного коксования на гранулированном коксовом теплоносителе некоторые исследователи делали основной упор на осуществление его при сравнительно низких температурах и давлении 2—5 ат. При изучении этих процессов в опытно-промышленных условиях по ряду соображений технологического и конструктивного порядка были выбраны усредненные условия: температура 510—540 °С и избыточное давление 0,4—1 ат.

Минимально допустимая ширина выпускного отверстия должна быть по крайней мере в 4 раза больше среднего размера гранул при щелевом или сегментном отверстии и в 6 раз больше при круглом отверстии. Скорость ссыпания зависит только от местного сопротивления при переходе к суженному сечению и практически не зависит от высоты напорного стояка. Ссыпание смоченных гранул размерами до 7 мм начинается при сечениях отверстий в 1,5—2 раза больших, чем для сухих гранул. Но при гранулах размерами 7—10 мм как сухой, так и смоченный теплоноситель начинает ссыпаться при одинаковой степени открытия выходного отверстия. Для предотвращения прилипания смоченных частиц к стенкам реактора по периферии его вводят дополнительный поток теплоносителя. Толщина его зависит не только от абсолютных размеров реактора, но и от температуры в реакционном пространстве. При диаметре реактора 250 мм необходимая толщина защитного слоя составляет 25 мм, при диаметре промышленного реактора 4—5 м толщина защитного слоя равна около 100 мм, если средняя температура в реакторе 540 °С и выше. При 520 °С толщина защитного слоя должна быть увеличена до 150 мм, при 500 °С — до 200 мм.