Реакторы каталитических газофазных процессов. Реакторы с неподвижным слоем катализатора пластинчатого типа. Тепловой баланс изотермического реактора.
Реакторы каталитических газофазных процессов предназначены для химического превращения газов в присутствии катализатора. Известно, что газы легко смешиваются один с другим, для этого достаточно, например, создать турбулентный режим их движения в реакторе. Поэтому в этих реакторах отсутствуют специальные перемешивающие органы (мешалки). Наиболее существенно на конструкцию этих реакторов влияет катализатор, а вернее его состояние и устройства для поддержания этого состояния.
В качестве катализаторов используют различные неорганические и органические соединения. В зависимости от химической природы катализатора, его эффективности, скорости реакции и способа производства целевого продукта, катализатор готовят в виде таблеток разной формы, полосок, сеток, порошков и жидких растворителей.
Во многих случаях необходимо, чтобы твёрдый катализатор имел высокопористую структуру с большой удельной поверхностью (удельная поверхность катализатора суммарная поверхность пор в м2, находящихся в каждом грамме катализатора). Современные способы производства катализаторов позволяют получать пористые структуры с удельной поверхностью до 1000 м2 /г и диаметром порядка 1 • 106 мм.
Действие катализатора специфично, т.е. каждый конкретный катализатор эффективен лишь для вполне определенных реагирующих веществ.
Катализатор активно влияет на реакционную среду, которая также воздействует на него, причем чаще отрицательно. Под влиянием реакционной среды катализатор постепенно снижает свою первоначальную активность.
При отравлении «ядами» катализатор изменяет свою физическую структуру и химический состав.
В пластинчатых реакторах катализатор находится между плоскими металлическими пластинками. Эти реакторы в промышленности применяют редко. Разновидностью, пластинчатых реакторов являются ретортные аппараты, в которых катализатор засыпается в плоские коробки (реторты). Реторты обогреваются в основном дымовыми газами.
21.Реакторы каталитических газофазных процессов. Реакторы с подвижным слоем катализатора.
Реакторы каталитических газофазных процессов предназначены для химического превращения газов в присутствии катализатора. Известно, что газы легко смешиваются один с другим, для этого достаточно, например, создать турбулентный режим их движения в реакторе. Поэтому в этих реакторах отсутствуют специальные перемешивающие органы (мешалки). Наиболее существенно на конструкцию этих реакторов влияет катализатор, а вернее его состояние и устройства для поддержания этого состояния.
В качестве катализаторов используют различные неорганические и органические соединения. В зависимости от химической природы катализатора, его эффективности, скорости реакции и способа производства целевого продукта, катализатор готовят в виде таблеток разной формы, полосок, сеток, порошков и жидких растворителей.
Во многих случаях необходимо, чтобы твёрдый катализатор имел высокопористую структуру с большой удельной поверхностью (удельная поверхность катализатора суммарная поверхность пор в м2, находящихся в каждом грамме катализатора). Современные способы производства катализаторов позволяют получать пористые структуры с удельной поверхностью до 1000 м2 /г и диаметром порядка 1 • 106 мм.
Действие катализатора специфично, т.е. каждый конкретный катализатор эффективен лишь для вполне определенных реагирующих веществ.
Катализатор активно влияет на реакционную среду, которая также воздействует на него, причем чаще отрицательно. Под влиянием реакционной среды катализатор постепенно снижает свою первоначальную активность.
При отравлении «ядами» катализатор изменяет свою физическую структуру и химический состав.
Если при проведении процесса активность катализатора быстро падает из-за отложения на его поверхности углерода, то используются реакторы с движущимся слоем зернистого катализатора. В реакторах этого типа применяется катализатор в виде шариков диаметром от 3 до 5 мм, которые под действием собственной силы тяжести {веса) перемещаются компактным слоем по реакционному объему аппарата сверху вниз.
Необходимое для реакции тепло подводится в реактор самим катализатором. Для этого его нагревают в регенераторе до температуры на несколько десятков градусов выше необходимой для реакции. Заданная же температура в регенераторе поддерживается за счет теплоты сгорания углерода.
В промышленности синтетического каучука эксплуатируются установки, в которых принято вертикальное расположение аппаратов; регенератор помещен над реактором. Благодаря такому расположению установка получается более компактной, с одним транспортером. Известны и установки, в которых реактор, регенератор и транспортер совмещены в одном аппарате. Реактор в установках с движущимся слоем катализатора состоит из следующих основных частей:
1) верхнего распределительного устройства;
2) реакционной секции;
3) устройства для ввода сырья;
4) нижнего распределительного устройства.
Транспортирование катализатора из реактора в регенератор, а при параллельной их установке, кроме того, и из регенератора в реактор производится следующими способами: механическим, пневматическим в разряженном слое, пневматическим в сплошном слое.
Описание: Катализатор поступает с верхней части реактора, сырье (газ) поступает в середину реактора, поднимается вверх через слой катализатора и выходит через верхние штуцера, отработанный катализатор уходит по трубкам через нижний штуцер.