Разработка установки для производства тетрахлорэтилена мощностью 2000 т/г

курсовая работа

7.1 Общие сведения

Реакции в присутствии твердой фазы широко распространены в химической и нефтехимической промышленности. В большинстве - это гетерогенно каталитические процессы, часто применяемые в органическом синтезе.

Газовый поток проходит сквозь слой твердых зерен катализатора. Производительность процесса зависит от поверхности контакта, которая по возможности должна быть максимальной. Благодаря соответствующей механической прочности катализатор не измельчается, что могло бы повысить гидравлическое сопротивление. Промышленный катализ, как правило, ведут на пористых зернах (гранулах), что значительно увеличивает активную поверхность контакта [8, с. 172].

Основным аппаратом в технологической схеме является реактор Р2. Реакторы могут иметь различные конструкции, среди которых для данного процесса могут быть использованы реакторы с неподвижным слоем катализатора или реакторы с псевдоожиженным слоем катализатора.

В целях упрощения эксплуатации реактора выбираем реактор с неподвижным слоем катализатора. Целесообразно указать следующие типы реакторов с неподвижным слоем катализатора.

1. Емкостные контактные реакторы - для процессов с небольшим тепловым эффектом, не очень чувствительных к изменению температуры и с малой степенью превращения за один проход. Это металлические цилиндры с катализатором в виде различных гранул, насыпанных на решетку в нижней части аппарата. Газ проходит сквозь слой катализатора сверху или снизу.

2. Полочные контактные реакторы - для проведения реакций с заметным тепловым эффектом. В них катализатор находится небольшими слоями на нескольких, расположенных одна под другой полках (металлические листы, сетки, колпачковые тарелки). Тепло реакции, уносимое газовым потоком с нижележащей полки, до входа потока на следующую полку отнимается в специальном теплообменнике, расположенном либо между полками в самом аппарате, либо вне его. Конструкция этих аппаратов при небольшом числе полок сравнительно проста; при небольшой высоте слоев катализатора гидравлические сопротивления незначительны, но в то же время это затрудняет равномерное распределение потока газа по сечению аппарата. Расположение теплообменников позволяет применять высокотемпературные теплоносители и осуществлять интенсивный теплообмен.

3. Трубчатые реакторы - для проведения гетерогенно - каталитических процессов со значительным тепловым эффектом. Катализатор находится в трубках. Теплоносителями служат газы, расплавленные металлы и соли, высококипящие органические теплоносители (ВОТ). Схемы таких реакторов варьируют в зависимости от методов организации теплообмена [8, с. 184-185].

Таким образом, выбираем трубчатую конструкцию реактора (рис.5), т.к., исходя из теплового баланса в реакторе должен осуществляться интенсивный теплообмен, а также конструкция аппарата способствует более равномерному распределению скорости газового потока по сечению аппарата. Особенностью конструкции является опорная решетка, которая крепится через 6 труб стальным прутом к трубной решетке. Опорная решетка является секционной. Сверху на решетку накладывается стальная сетка, предохраняющая высыпание катализатора.

Рис.5 Схема конструкции трубчатого реактора:

1 - кожух; 2 - трубки с катализатором; 3 - крышки, верхняя и нижняя; 4 - предохраняющая высыпание катализатора сетка; 5 - опорная решетка.

Делись добром ;)