Проведение экспериментов на лабораторной установке

Эксперименты проводились на лабораторной установке реакционно-ректификационной колонны (рисунок 6), состоящей из трёх зон: 2 ректификационных и 1 реакционная, расположенная между зонами ректификации, внутренний диаметр всех зон – 1,6 см. Ректификационные зоны имеют высоту 40 см и эквивалентны 20 теоретическим тарелкам каждая. Для разделения использовалась насыпная неструктурированная насадка призматического типа из нержавеющей стали диаметром 3 мм. Реакционная зона – 30 см в высоту, объём катализатора в ней – 40 см³.

Рисунок 6 – Принципиальная схема лабораторной установки реакционно-ректификационной колонны

Сырьевая смесь подаётся поршневым насосом Н-1 из сырьевой ёмкости Е-1, расход регулируется на насосе, далее смесь проходит последовательно осушитель Е-2 и электрический подогреватель сырья П-1 и поступает в нижнюю часть колонны (нижнюю ректификационную зону).

Подача водорода осуществляется от редуктора баллона, он подаётся в нижнюю часть реакционной зоны, предварительно нагреваясь в электрическом подогревателе П-2.

Пары с верха колонны поступают в конденсатор Т-1. Легкие углеводороды и водород отводятся сверху. Вентилем В-6 поддерживается давление в колонне. Сконденсированные продукты поступают в рефлюксную ёмкость Е-3. Из Е-3 часть жидкости возвращается в колонну в виде орошения, а часть отбирается в ёмкость для дистиллята Е-4, охлаждаясь в водяном холодильнике Т-2. Для регулирования орошения используется вентиль В-3, для регулирования отбора – вентили В-4 и В-5. В случае переполнения рефлюксной ёмкости, избыток жидкости отводится через переток.

При переполнении куба колонны, жидкость из него отбирается в емкость Е-5 через вентиль В-10, охлаждаясь в водяном холодильнике Т-3. Паровой поток создаётся за счёт нагрева смеси электрическим нагревателем, встроенным в куб колонны.

Для измерения давления на установке используются следующие датчики: PI-1 – измеряет давление в линии подачи сырья; PI-2 – измеряет давление в системе. На случай аварийной ситуации, установлен предохранительный клапан PSV-3. Также на установке используется регулятор температуры TIRСA-7, предназначенный для регулирования температуры куба колонны и сигнализации об отклонении и 3 термопары для регистрации температуры и сигнализации об отклонении значения от заданной величины: TIRA-4 – температура вверху колонны, TIRA-5 – температура в верхней ректификационной зоне, TIRA-6 – температура в реакционной зоне.

При проведении экспериментов использовалось 2 катализатора: стандартный катализатор изомеризации Pt/Zr/SO₄и опытный катализаторPt/Zr/SO₄, изготовленный по методике ООО “РРТ”. Основные свойства используемых катализаторов приведены в таблице 6.

Таблица 6 – Свойства исследуемых катализаторов