ВУЗ:
Составители:
охлаждение при помощи внутренних или выносных холодильников; в этом случае тепло реакции может использоваться для
получения пара. Теплоотвод затруднён для процессов со стационарным катализатором; тогда чаще всего ведут ступенчатое
охлаждение смеси. Реакционный узел периодического действия для работы с суспендированным катализатором показан на
рис. 1.7, а. Реакционная колонна, рассчитанная на соответствующее давление, примерно на 3/4 заполнена жидкой
реакционной массой, через которую барботирует водород, подаваемый снизу через распределительное устройство. Верхняя
часть колонны расширена и играет роль брызгоуловителя (там имеются полки или слой насадки из колец Рашига). Отвод
реакционного тепла осуществляют путём принудительной циркуляции жидкости через выносной холодильник. Водород
подают в колонну в значительном избытке, чтобы турбулизовать движение жидкости и поддержать катализатор в
суспендированном состоянии. Непрореагировавший водород выходит из колонны сверху и обычно захватывает с собой пары
реагентов и воды, выделяющейся при гидрировании. Его охлаждают, отделяют от конденсата и возвращают
циркуляционным компрессором в колонну гидрирования. По окончании операции заполняют реактор новой порцией
реагента с катализатором, нагревают жидкость паром до требуемой температуры и начинают циркуляцию водорода.
Завершение процесса определяют по данным анализа реакционной массы. Рассмотренный реактор не пригоден для
непрерывного процесса, поскольку он работает в режиме идеального смешения. При непрерывном подводе исходного
вещества и отводе образующегося продукта производительность аппарата и полнота завершения реакции будут
неудовлетворительными.
Поэтому для непрерывного процесса с суспендированным катализатором берут каскад из двух или более
последовательных колонн (рис. 1.7, б). В схеме исходный реагент подают только в первую колонну, и жидкость перетекает
из одного аппарата в другой. Для избежания излишнего перемешивания реакционной массы применяют внутреннее
охлаждение и прямоток жидкости и газа, подаваемых в нижнюю часть колонн и выводимых сверху. В последнем случае на
установке генерируется пар, используемый для производственных нужд.
Рис. 1.7. Реакционные узлы для жидкофазного гидрирования:
а – колонна периодического действия с выносным охлаждением для процесса
с суспендированным катализатором; б – каскад колонн непрерывного действия
с внутренним охлаждением для процесса с суспендированным катализатором;
в – колонна непрерывного действия с внутренним охлаждением для процесса со стационарным катализатором; г – колонна
непрерывного действия с охлаждением холодным водородом для процесса со стационарным катализатором
При работе со стационарным слоем катализатора в редких случаях слабоэкзотермических реакций используют
адиабатические аппараты с одним сплошным слоем катализатора. Чаще катализатор укладывают в специальные корзины с
перфорированным дном; в пространстве между корзинами находятся охлаждающие змеевики (рис. 1.7, в) или вводится
холодный водород (рис. 1.7, г), аккумулирующий реакционное тепло. В этих случаях каждый слой катализатора работает в
адиабатическом режиме, и реагенты, проходя через слой, разогреваются, после чего перед следующим слоем катализатора
происходит охлаждение смеси. Направление потоков жидкости и водорода может быть трёх вариантов: противоток жидкости с
верха колонны и газа с низа; прямоток жидкости и газа снизу вверх; прямоток сверху вниз. Во втором случае, изображённом на
рис. 1.7, в, реактор работает с затоплением слоя катализатора, что ведёт к значительному увеличению его гидравлического
сопротивления. Если оба реагента подают с верха колонны, насадка катализатора только
орошается жидкостью (рис. 1.7, г) и гидравлическое сопротивление становится
небольшим.
Для жидкофазного гидрирования применяют комбинирование двух реакторов с
суспендированным и стационарным катализатором (рис. 1.8). В основном реакция
протекает в первом реакторе, в котором тепло отводят одним из описанных выше методов. Во
втором реакторе происходит небольшая доля превращений, причём охлаждения не требуется.
Благодаря комбинированию аппаратов, близких соответственно к моделям идеального
смешения и идеального вытеснения, достигаются высокие производительность и степень
превращения сырья.
В ряде случаев можно выполнять колонны гидрирования из обычной стали. Если процесс
проводится при высоком давлении, способствующем водородной коррозии, или с
агрессивными веществами, требуются специальные стали или облицовка стального
а
)
б
)
в
)
г
)
Рис. 1.8. Система из
двух реакторов с
суспендированным
и стационарным
катализаторами для
жидкофазного
гидрирования
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 22
- 23
- 24
- 25
- 26
- …
- следующая ›
- последняя »
