Cтраница 4
Первые промышленные установки синтеза при атмосферном давлении были оборудованы пластинчатыми реакторами. Корпус реактора - прямоугольная коробка ( длина г 5 м, высота 3 - 3 5 м, ширина около 2 м) из обычной листовой стали. Внутри реактора расположены стальные пластины размером 2 5X1 5 м и толщиной 1 6 мм. Расстояние между осями пластин ж 9 мм, а толщина слоя катализатора, загружаемого между пластинами, примерно 7 мм. На рис. 8.8 показан элемент пластинчатого реактора. Катализатор загружают на решетку, которая состоит из двух откидных створок, поддерживаемых болтами. [46]
Фишера - Тропша с восстановленным железным катализатором синтеза аммиака было замечено, что частицы катализатора полностью заполняются углеводородами, являющимися жидкими при температуре синтеза, и процесс сильно лимитируется диффузией реагирующих веществ через это масло. В качестве первого приближения можно считать, что при реакции синтеза эффективно используется лишь часть массы катализатора, примерно на глубину 0 1 мм от внешней поверхности зерна. Очевидно, что превращение синтез-газа можно эффективно проводить, если толщина слоя катализатора составляет около 0 1 мм, а также что концентрация продуктов реакции, водяных паров и углекислого газа возрастает до максимального значения именно на этом расстоянии. Таким образом, в толще катализатора создаются идеальные условия для окисления железа, и окисляющее действие катализатора локализуется преимущественно во внутренней части зерен. Эти фазовые превращения приводят к потере механической прочности катализатора и порождают разнообразные трудности, связанные с измельчением катализатора. Исходя из этих фактов, Бенсон и Шульц пришли к выводу, что эффективный катализатор должен представлять собой слой активного материала толщиной примерно 0 1 мм, нанесенный на прочный инертный материал. [47]
Источником водорода служит электролизер или бомба с водородом. Водород, пройдя промывные склянки, поступает в реакционную трубку, изготовленную из термостойкого стекла; диаметр трубки 20 - 22 мм, длина обогреваемой части 800 мм. Один конец трубки согнут под углом 120 и имеет сужение диаметром 8 - 10 мм. Этим кснцом реакционная трубка входит в приемник. Трубку заполняют катализатором; толщина слоя катализатора по длине трубки 700 мм. Другой конец трубки при помощи тройника соединяют с бюреткой для гидрируемого углеводорода и с источником водорода. Температуру измеряют при помощи термопары. Перед началом работы прибор соединяют с источником водорода и устанавливают равномерный ток его в реакционную трубку. Затем включают рубильник электропечи. Как только в нечи установится температура 180 С, в бюретку наливают 10 - 15 г амиленов и по каплям спускают их из бюретки в реакционную трубку со скоростью 2 - 3 капли в 1 мин. При работе с такими j: егколетучими углеводородами, как, например, амилен, приемная ч: асть для катализата должна быть обеспечена хорошим охлажде-киом, так как в противном случае катализат может легко улетучиваться с уходящим из системы избыточным водородом. [48]