Использование аппаратов реакционно-ректификационного типа

Ректификация с одновременным протеканием химических реакций давно используется во многих технологических процессах. Для такого рода процессов большим преимуществом является возможность относительно простой их организации как непрерывных. Поэтому в рамках данного дипломного проекта будут рассматриваться исключительно непрерывно совмещенные реакционно-ректификационные процессы.

Под непрерывно совмещенным реакционно-ректификационным процессом (НСРРП) понимается сложный процесс, в котором совместно в рамках одного аппарата протекают по крайней мере два процесса, один из которых выполняет роль источника вещества и обеспечивает конверсию, а другой обеспечивает селективность, выполняя роль избирательного стока вещества внутри системы или избирательный обмен по веществу с окружающей средой. При совмещении появляются новые возможности, которые позволяют преодолеть ограничения, свойственные каждому процессу по отдельности. Степень преодоления этих ограничений и определяет преимущества совмещенного процесса перед другими формами организации[8].

Преимущества использования НСРРП [9]:

• возможность до конца проводить обратимые реакции и одновременно отделять продукты реакции от не прореагировавших компонентов, что снижает необходимость их рециркуляции и возможности протекания побочных реакций

• возможность проводить реакции при повышенной температуре (температура кипения жидкости), что увеличивает скорость протекания эндотермических реакций

• для экзотермических реакций выделяющееся тепло используется в том же аппарате, что уменьшает внешнюю тепловую нагрузку, необходимую для образования паров в колонне.

• увеличение селективности и обеспечение высокой движущей силы процессов за счет естественного противотока реагентов и перераспределения компонентов вдоль аппарата. Эта возможность обеспечивается оптимальным размещением зоны реакции и концентрационным перераспределением компонентов в колонном противоточном аппарате.

• упрощение организации непрерывных процессов, что является немаловажным фактором, особенно в крупнотоннажных производствах

• использование совмещенных процессов позволяет сделать более компактными технологические схемы и тем самым сократить капитальные затраты.

Естественно полнота реализации этих преимуществ будет в каждом конкретном случае своя. В целом преимущества совмещенных процессов играют важную роль в свете разработки безотходной и малоотходной технологии. Здесь особое значение играют повышение селективности процессов и увеличение степени превращения за один проход. Первое приводит к снижению количества побочных продуктов, что в свою очередь позволяет полностью или частично решить проблему их утилизации. Второе создает необходимое условие для снижения числа рециклов реагентов. В идеальном случае все внешние рециклы становятся внутренним рециклом одного аппарата. В связи с этим меньшее количество реагентов проходит дополнительную переработку или дополнительная переработка исключается полностью. Следовательно, сокращаются потери реагентов и повышается степень их использования. [9]