Главная -> Словарь

Реакторов каталитического

3.6.4. Математическая модель цепочки реакторов идеального смешения

3.6.4. Математическая модель цепочки реакторов идеального смешения............................49

Рис. lll-.'i. Отклик каскада из двух реакторов идеального перемешивания при ступенчатом , импульсном и синусоидальном изменении концентрация индикатора :

Изотермический каскад. Проиллюстрируем применение метода динамического программирования для определения минимального объема трех последовательно расположенных реакторов идеального перемешивания, в которых проводится изотермически реакция первого порядка. Целью является получение при минимальном общем объеме системы конечной концентрации исходного вещества С3, равной 10% от начальной С 0-

Известно, что единичный реактор идеального вытеснения дает тот же результат, что и каскад того же объема из значительного числа малых реакторов идеального смешения или с промежуточ-ным режимом. Поэтому модель каскада удобна для описания промышленного регенератора, так как становится менее существенной оценка перемешивания потока газов в каждой секции. Вместе с тем еще более удобна рассматриваемая ниже модель непрерывного каскада с поперечными вводами .

Рис. IV-3. Отклик каскада из двух реакторов идеального перемешивания при различном изменении концентрации индикатора :

По мнению В. С. Бескова, В. П. Кузина и М. Г. Слинько , режим, близкий к идеальному вытеснению, наблюдается для многих промышленных реакторов. Условия, позволяющие создать режим идеального вытеснения в проточном реакторе , описаны в монографии . Теория изотермических проточных реакторов идеального вытеснения детально разработана в работах Г. М. Панченкова . Т$ трудах Г. М. Панченкова с сотрудниками показано хорошее соответствие уравнений, выведенных на основе теоретических соображений, экспериментальным данным. Все это объясняет тот факт, что при изучении процессов нефтепереработки до настоящего времени используют главным образом интегральные проточные реакторы.

1,0 ния на выходе из него. Ясно, что скорость реакции в реакторе идеального смешения всегда в результате- ниже, чем в реакторе идеального вытеснения. Этим и определяется меньшая эффективность реакторов идеального смешения.

Таблица 0.3. Соотношение объемов реакторов идеального смешения и идеального вытеснения, необходимых для достижения заданной глубины реакции первого порядка

Проведение реакции в нескольких последовательных реакторах идеального смешения уменьшает различие в эффективности реакторов идеального вытеснения и идеального смешения .

Реакторы вытеснения. Наиболее распространенными являются трубчатые реакторы. Ввиду того, что жидкофазные процессы проводятся, как правило, с малыми объемными скоростями, в обычных трубчатых реакторах вследствие низкой линейной скорости жидкости не достигается хорошая теплоотдача от смеси к стенке трубки. С целью интенсификации теплообмена используют реакторы типа «труба в трубе», составленные из нескольких последовательных секций, причем в каждой секции создается многократная циркуляция жидкости с помощью специального насоса . Такой аппарат работает подобно каскаду реакторов идеального смешения. При наличии нескольких последовательных • секций его эффективность приближается к эффективности реактора идеального вытеснения.

Таблица 4. Температурный режим реакторов каталитического рисрорминга и ароматизации

6. Классификация и конструкции реакторов каталитического риформинга

Материалы для изготовления корпуса и узлов реактора выбираются исходя из условий эксплуатации установки, характеристик используемого сырья, а также возможного изменения механических свойств этих материалов при проведении процесса под воздействием температуры, давления и среды. Примерные химический состав и механические свойства наиболее распространенных сталей, применяемых при изготовлении реакторов каталитического риформинга, приведены в табл. 11. Состав и механические характеристики используемых материалов должны быть подтверждены сертификатами предприятий-изготовителей.

Для расчета реакторов каталитического риформинга можно воспользоваться методикой и порядком расчета, предложенным в работе . В результате химических превращений, происходящих по мере прохождения газосырьевого потока через слой катализатора, его плотность, вязкость, линейная скорость и другие параметры изменяются, поэтому при гидродинамических расчетах аппарата следует пользоваться усредненными значениями этих величин или их функциональными зависимостями.

6. Классификация и конструкции реакторов каталитического риформинга---- 42

Реакторы гидроочистки и гидрокрекинга. Расчет реакторов установок гидроочистки и гидрокрекинга со стационарным слоем катализатора проводится по такой же методике, как и для ката-. литического риформинга. Для расчета реакторов установок гидрокрекинга в псевдоожиженном слое используют методику, применяемую при расчете реакторов каталитического крекинга.

Итак, модели первой группы , в общем случае, нецелесообразно использовать для управления. Их следует применять для оптимального проектирования реакторов каталитического крекинга. Однако и в этом случае нужно иметь в виду, что процесс отыскания адекватного механизма реакции весьма сложен. Сложно также и решение задачи параметрической идентификации, т. е. определения численных значений констант скоростей реакции, кажущихся энергий активации и сте-хиометрических коэффициентов по экспериментальным данным; сложность определяется как высокой размерностью задачи, так и

Вследствие интенсивных массо- и теплопередачи в слое появляется возможность обеспечить в реакционном аппарате практически изотермический режим, что весьма существенно для большинства, процессов и упрощает регулирование режима. Так, для крупных промышленных реакторов каталитического крекинга диаметром до 10 м и высотой слоя 5—6 м, температурный градиент по всему объему слоя не превышает 2—3° С.

промышленных реакторов каталитического крекинга 77

Таблица 45 '/о и механические свойства нержавеющей аустенитной стали Ш \/ 3? X см см см см — см см 01 см 00 О хл: теновые кислоты), в растворах соляной кислоты низкой концентрации при комнатной температуре, в сухом хлористом водороде до температуры 250° С, в серной кислоте низкой концентрации и в растворах сернокислого алюминия при нормальной температуре . В нефтезаводами аппаратуре листовой прокат стали марок ОХ18Н10 и Х18Н9Т применяется для изготовления сварной аппаратуры, предназначенной для работы при температуре до 650° С и в некоторых агрессивных средах на холоде. Сортовая сталь этих марок применяется для изготовления деталей насосов н арматуры, работающих при температуре до 650° С, для крепежных деталей внутренних элементов колонн и машин, соприкасающихся с агрессив-

Вследствие интенсивной массо- и теплопередачи в псевдоожи-женном слое можно обеспечить в реакторе практически изотермический режим, что весьма существенно для большинства процессов и упрощает регулирование режима. Так, для крупных промышленных реакторов каталитического крекинга, имеющих диаметр до 10 м и высоту слоя 5—6 м, температурный градиент по всему объему слоя не превышает 2—3°С.