Главная -> Словарь

Внутренним перемешиванием

Давление процесса выбирают по технологическим соображением немного большее, чем давление паров перерабатываемых углеводородов при температуре в реакторе, чтобы обеспечить поддержание их в жидкой фазе. Для реакторов с внутренним охлаждением путем и .парения части углеводородов увеличение давления затрудняет испарение, снижает экономичность работы этого узла установки и потому нецелесообразно.

При количественной оценке влияния этого факторг на реакцию различают внешний и внутренний избыто* изобутана по отношению к олефинам. Под внешним под разумевается избыток изобутана, который получаете при суммировании всех потоков, поступающих в реак тор извне, включая потоки циркулирующего изобуташ и хладагента в реакторах с внутренним охлаждением.

На современных установках алкилирования, оборудованных реакторами с внутренним охлаждением и с инжекционным принудительным вводом олефинсодержа-щего сырья, обычно объемная скорость подачи олефинов рав'на приблизительно 0,3 ч"1. При увеличении ее до 0,6 ч~1 сортность получаемого алкилата уменьшается примерно на 4 пункта .

циркулирующий изобутан используется как хладагент •на установках с внутренним охлаждением или охлаждением продуктами из реактора, содержание воды в нем значительно ниже и дополнительного удаления ее, как правило, не требуется. При применении реакторов с наружным охлаждением хладагентом требуется дополнительная осушка не только сырья, но и циркулирующего изрбутана.

3) каскадные с внутренним охлаждением и внутренними циркуляционными устройствами без охлаждающих элементов.

3) с внутренним охлаждением путем испарения содержащихся в реакционной смеси пропана и изо'бутана при пониженном давлении внутри реактора .

Горизонтальные каскадные реакторы с внутренним охлаждением

Одной из наиболее совершенных -конструкций является реактор каскадного типа с внутренним охлаждением . Это горизонтальный аппарат, разделенный перегородками на реакционную и отстойные зоны. Первоначально созданные конструкции имели реакционную зону, состоящую из трех секций. Однако опыт эксплуатации показал, что трехсекционный реактор малоэффекти-

Схема с горизонтальными каскадными реакторами

Важной задачей при проектировании изобутановой колонны является выбор ее производительности. Наибольшая производительность требуется на установках с внешним охлаждением, на которых весь поток изобу-тана из реактора направляется в изобутановую колонну. На установках с внутренним охлаждением или охлаждением потоком из реактора необходимая производительность изобутановой колонны значительно ниже, так как часть изобутана, содержащаяся в хладагенте, конденсируется и возвращается в реактор, не попадая в изобутановую колонну. Это является важным преимуществом таких установок.

На установках, где реактор работает с замкнутым холодильным циклом и охлаждается с помощью хладагента , для предотвращения накопления пропана его выводят из системы, пропуская часть отгона изобутановой колонны через пропановую колонну. На установках с реактором, работающим с внутренним охлаждением или охлаждением потоком из реактора, пропан удаляют, пропуская часть хладагента через пропановую колонну, отгон же изобутановой колонны возвращается в реактор, минуя пропановую колонну. Наблюдаемое при этом незначительное и регулируемое накопление пропана оказывается экономически целесообразным, поскольку увеличивающееся давление хладагента на приеме компрессора холодильного цикла дает возможность снизить степень сжатия и уменьшить требуемую мощность компрессора.

Вследствие интенсивной внутренней циркуляции время пребывания отдельных частиц в реакторе неодинаково, в результате чего часть продуктов реакции задерживается в зоне реакции очень долго, а часть сырья уходит из зоны реакции, не успев прореагировать. Так, время пребывания частиц в аппарате с полным внутренним перемешиванием составляет 0,632 от времени пребывания этих частиц в аппарате идеального вытеснения.

А. Н. Плановский показал, что отмеченные выше недостатки аппаратов с внутренним перемешиванием могут быть устранены путем разобщения зоны реакции на ряд секций. Тогда внутриреакторное перемешивание ограничивается лишь пределами каждой секции, концентрационный к. п. д. увеличивается, а преимущества аппаратов идеального смешения сохраняются. Им также показано, что оптимальный эффект интенсификации работы реактора достигается при условии равенства объемов всех секций.

Процесс весьма прост. Парафиновое масло растворяется в смеси растворителей и вымораживается прокачиванием через холодильник типа труба в трубе, охлаждаемый рассолом и снабженный внутренним перемешиванием. Суспензия кристаллов парафина в растворе масла подается в горизонтальный барабанный вакуум-фильтр, где парафин отфильтровывается и промывается холодным растворителем. Существуют различные видоизменения этого метода; как оказалось, он достаточно гибок и позволяет получить различные парафины из самого разнообразного сырья . При соответствующей корректировке можно обрабатывать широкие парафиновые дистилляты и широкую фракцию.

В табл. III-2 для различных условий приведены величины Pej, и %. Как видно из таблицы, пустые или частично заполненные контактным материалом проточные аппараты характеризуются сильным внутренним перемешиванием, что подтверждается как близостью у, к 1, так и близостью Ре, к 2. Лишь при заполнении аппарата насадкой и высоких скоростях газового потока режим

В табл. IV-4 для различных условий приведены величины PeL и х- Как видно из таблицы, пустые или частично заполненные контактным материалом проточные аппараты характеризуются сильным внутренним перемешиванием, что подтверждается как близостью х к единице, так и Ре/, к 2. Лишь при заполнении аппарата насадкой и высоких скоростях газового потока режим приближается к поршневому. Видно также, что увеличение длины заполненной части и скорости потока приводит к увеличению Реь и уменьшению х- Сопоставление величин х и Ре^ показывает, что лервая более чувствительна к изменению режима, чем вторая.

Тип реактора определяется способом перемешивания реакционной смеси: 1) реактор без внутреннего перемешивающего устройства ; 2) реактор с секционным внутренним перемешиванием ; 3) реактор со сплошным внутренним перемешиванием .

Фиг. 40. Схемы движения продуктов в реакторах. А — прямопроточный реактор; В — реактор с внутренним перемешиванием; В — блокирование реакторов с внутренним перемешиванием; 1 — вход исходного сырья в реактор ; 2 — выход прореагировавших продуктов из реактора ; 3 — частично прореагировавшие продукты из 2-го в 3-й реактор; 4 — то же из п—1-го в п-й реактор.

•где »?к — отношение скоростей, именуемое далее концентрационным «оэфициентом полезного действия систем с внутренним перемешиванием; туг—т„ представляет время, фактически затрачиваемое на «процесс с r-кратной циркуляцией; гк — т0— то же в прямопроточной системе ; остальные обозначения прежние.

где т„—т„ представляют общее время, фактически затрачиваемое в секционированной системе с внутренним перемешиванием для достижения концентрации целевого продукта на выходе из зоны реакции, Хп = хк', гк— то —то же ПРИ работе без циркуляции; т0 — время, от которого ведутся отсчеты; п — число ступеней реагирования; iv,- —

средняя скорость процесса с внутренним перемешиванием в f-й ступени реагирования; X,- — концентрация целевого продукта на выходе из i-й ступени реакционного устройства; Xy—i) — то же на входе в нее; хг. — концентрация целевого продукта в смеси, поступающей в i-ю

Эффективность работы многоступенчатых реакционных устройств1 с внутренним перемешиванием зависит от степени изменения концентраций в отдельных последовательно работающих аппаратах. Согласно выводам А. Н. Плановского оптимальный результат для простейших процессов в системах с идеальным смешением получается при одинаковом времени пребывания обрабатываемых продуктов в каждой из ступеней реагирования1. Влияние числа секций на концентрационный к. п. д. многоступенчатого реактора с секциями разных размеров. показано на фиг. 44, 45 и 46.