Циркуляционный реактор
Cтраница 1
Циркуляционный реактор, описанный в предыдущем разделе, также можно рассматривать как пример реактора с перемешиванием, в котором перемешивание осуществляется циркуляционным насосом. Полученные этим методом данные по окис-лению окиси углерода на палладии на носителе при 200 - 235 С ч совпали с имевшимися ранее результатами, полученными на образующихся при конденсации паров пленках и проволоках. В этом и других реакторах с перемешиванием желательно применять импульсный отбор проб [16, 54, 55] для установления минимальной скорости вращения, достаточной для полного перемешивания. [1]
Скорости реакций при высокой степени превращения получают на циркуляционном реакторе периодического действия, но для процесса конверсии эти данные нельзя считать установившимися. [2]
Исследование гидрирования этилена на мордените и ряде оксидных катализаторов ( табл. 1.3) в циркуляционном реакторе при атмосферном давлении показало, что аморфный алюмосиликат, А12О3 и SiO2 не проводят реакцию при 100 - 190 С. В то же время NaM уже при 100 С обладает заметной активностью; аморфизация этого катализатора при прокаливании его при 950 С приводит к полной потере гидрирующей активности. Таким образом, гидрирующая активность присуща именно кристаллическим алюмосиликатам. [3]
Согласно этому способу, органические или неорганические вещества, содержащие хотя бы один подвижный атом водорода, вводили в реакцию с парами окиси алкилена, поступающими из испарителя, в присутствии катализатора, в циркуляционном реакторе. [4]
Для определения кинетики необходимо использовать безградиентные или проточно-циркуляционные установки [39, 41, 121], позволяющие проводить реакцию в течение длительного времени, достаточного для того, чтобы образец катализатора достиг стационарных условий. Циркуляционный реактор похож на дифференциальный, но за счет внешней или внутренней циркуляции газа температурные и концентрационные градиенты по слою катализатора, обусловленные протеканием реакции, сводятся к минимуму. Как дифференциальный, так и циркуляционный реакторы применяют для того, чтобы добиться изотермического режима. Но на практике к нему приближается только циркуляционный реактор. Заметим, что для измерений истинной кинетики необходимо вместо таблеток использовать очень мелкие частицы катализатора с тем, чтобы свести к минимуму влияние массопереноса. [5]
Проточный дифференциальный реактор ( рис. 8 - 1, г) дает низкую степень превращения; в нем поток реагирующего вещества проходит катализатор и на выходе анализируется. В дифференциальном циркуляционном реакторе периодического действия ( рис. 8 - 1 д) поток реагирующего вещества, который находится в цикле, непрерывно с постоянной скоростью проходит через катализатор. Степень превращения за проход незначительна, однако продукты реакции накапливаются, а реагирующие вещества исчерпываются со временем. Из потока циркуляции периодически отбирают пробы. [6]
Процесс полимеризации в газовой фазе осуществляют в кипящем слое катализатора. Для полимеризации этилена в растворе в непрерывном режиме применяют реакторы с мешалками, а при суспензионной полимеризации - циркуляционные реакторы. [7]
Микрокинетические исследования позволяют определить маршруты реакций и выбрать наиболее достоверный из них, а также рассчитать порядок и константы скоростей реакций. Эти исследования проводят в лаборатории таким образом, чтобы изучить кинетику химической реакции в чистом виде, без влияния условий перемешивания реагентов, тепловых и диффузионных эффектов и дифференциальных, проточно-интегральных или циркуляционных реакторах. При постановке лабораторных микрокинетических исследований опыты осуществляют с использованием современных научных методов экспериментирования - направленного многофакторного эксперимента, при котором одновременно изменяют несколько наиболее существенных параметров и целенаправленно обеспечивают выход процесса в оптимальный режим. При проведении микрокинетических исследований обязательно применяют ЭВМ, на которой быстро просматривают все возможные решения кинетических уравнений и выбирают наиболее достоверный маршрут химической реакции при разных температурных условиях. Использование научного метода направленного многофакторного эксперимента ЭВМ резко сокращает число необходимых опытов и позволяет определить оптимальные условия течения химической реакции. [8]
Однако верхний предел Дя зависит от вида кинетического уравнения. Использование таких измерений предъявляет высокие требования к точности анализа. Дифференциальный циркуляционный реактор свободен от этого недостатка, так как прошедшие через реактор вещества снова возвращаются в него циркуляционным насосом. Небольшое количество исходных веществ непрерывно подается и такое же количество продуктов реакции выводится из контура циркуляции для анализа. По скорости подачи и измеренному в стационарных условиях превращению непосредственно вычисляют скорость реакции даже для высоких степеней превращения. [9]
При испытаниях на продолжительность работы катализатора необходимость поддержания условий, аналогичных промышленным, становится еще более важной. Без предшествующих многочисленных экспериментов было бы затруднительно оценить влияние необычных концентраций реагирующего вещества или температур реактора на срок службы катализатора. Циркуляционный реактор периодического действия и импульсный микрореактор не подходят для испытаний на срок службы катализатора, так как условия их работы сильно отклоняются от условий непрерывных промышленных процессов. [10]
Очень небольшая степень превращения, наблюдаемая в дифференциальных реакторах, может вызывать затруднения при анализе, но современная аналитическая техника снижает эти затруднения. Капиллярные колонки газожидкостной хроматографии и пламенно-ионизационные детекторы позволяют с успехом изучать углеводородные реакции при экстремально низких концентрациях. В циркуляционном реакторе периодического действия каждый проход через катализатор увеличивает общую степень превращения в объеме системы, облегчая анализ. [11]
 |
Способы перемешивания в реакторах типа сборника ( кубовых реакторах. [12] |
Для облегчения перемешивания содержимого реактора используются сосуды с диаметром того же порядка, что и длина ( высота) аппарата. Возможны различные способы интенсивного перемешивания; чаще всего для этого устанавливаются механические мешалки или циркуляционные насосы. В последнем случае химический аппарат часто называется циркуляционным реактором. [13]
Для определения кинетики необходимо использовать безградиентные или проточно-циркуляционные установки [39, 41, 121], позволяющие проводить реакцию в течение длительного времени, достаточного для того, чтобы образец катализатора достиг стационарных условий. Циркуляционный реактор похож на дифференциальный, но за счет внешней или внутренней циркуляции газа температурные и концентрационные градиенты по слою катализатора, обусловленные протеканием реакции, сводятся к минимуму. Как дифференциальный, так и циркуляционный реакторы применяют для того, чтобы добиться изотермического режима. Но на практике к нему приближается только циркуляционный реактор. Заметим, что для измерений истинной кинетики необходимо вместо таблеток использовать очень мелкие частицы катализатора с тем, чтобы свести к минимуму влияние массопереноса. [14]
Проточный дифференциальный реактор ( рис. 8 - 1, г) дает низкую степень превращения; в нем поток реагирующего вещества проходит катализатор и на выходе анализируется. В дифференциальном циркуляционном реакторе периодического действия ( рис. 8 - 1 д) поток реагирующего вещества, который находится в цикле, непрерывно с постоянной скоростью проходит через катализатор. Степень превращения за проход незначительна, однако продукты реакции накапливаются, а реагирующие вещества исчерпываются со временем. Из потока циркуляции периодически отбирают пробы. Подобно безградиентному интегральному реактору, обсуждаемому ранее, дифференциальный циркуляционный реактор периодического действия состоит из отдельного контейнера для катализатора и насоса или они могут быть объединены вместе. Разработки Карберри [12] и Берти [13] также представляют большой интерес ( рис. 8 - 1 е) и находит практическое применение в промышленности. [15]
Страницы: 1