Термины, связанные с цементом. Заполненные катализатором

Главная --> Справочник терминов

Заполненные катализатором В ходе этого процесса газ предварительно нагревается примерно до 330 °С и поступает в реактор, заполненный катализатором, который изготовляется из сернистого никеля (Ni2S2) на фарфоровом носителе.

Конвертор представляет собой однозонный футерованный аппарат шахтного типа, заполненный катализатором конверсии, с верхней подачей парогазокислородной смеси. Максимальная температура в конверторе 1100° С.

Принципиальная технологическая схема процесса. Жидкую изобутиленсодержащую фракцию и водный раствор этилцелло-зольва и эмульгатора смешивают, подогревают и подают в гидра-татор — цилиндрический аппарат, заполненный катализатором (см. рисунок). Реакционные продукты из гидрататора после снижения давления с 2 до 0,5 МПа поступают в буфер-испаритель. Испарив-

К различиям между двумя указанными выше реакциями можно отнести изменение энтальпии: высокотемпературный ри-форминг — эндотермическая реакция, низкотемпературная конверсия — экзотермическая реакция. В связи с этим установки высокотемпературного и низкотемпературного риформннга различаются конструктивно: в первом случае реакция протекает в нескольких реакторах с внешним обогревом труб, во втором — внешнего обогрева не требуется и газификация осуществляется в реакторе адиабатического типа, представляющем собой изолированный барабан, заполненный катализатором [4].

Реакционные трубы являются важнейшими элементами печей. Каждая труба представляет собой заполненный катализатором реактор вытеснения с поперечным подводом тепла через стенку. Тепловой поток составляет 30-80 тыс. ккал/м2^. Чтобы обеспечить температуру конвертированного газа на выходе 800-830°С (производство аммиака), температура стенки трубы должна быть ЭОО-930°С. Для получения газа с температурой 870~900°С (производство водорода и метанола) температура стенки трубы должна быть 950-1000°С. Давление в реакционных трубах шмитируется в основном эксплуатационной стойкостью труб. Пробег труб должен быть не менее 80-100 тыс.ч, т.е. труба должна эксылуа-

заполненный катализатором, через который при заданной температуре проходит смесь парообразных или газообразных реагирующих веществ.

Этилен, поступающий для реакции, с помощью компрессора 6 подается в тройник б, в котором он смешивается с циркулирующим в системе непрореагировавшим этиленом, нагнетаемым в этот же тройник компрессором 5. Из тройника газовая смесь подается « теплообменник 3, в котором она нагревается до 220—230° С за счет тепла продуктов реакции, выходящих из контактного аппарата /. Затем газ смешивается в эжекторе 2 с перегретым водяным паром, и парогазовая смесь при температуре 280—300° С и давлении около 80 ат направляется в контактный аппарат /. Контактный аппарат представляет собой полый цилиндр, заполненный катализатором — фосфорной кислотой, осажденной на специально обработанном алюмосиликате. Парогазовая смесь поступает в верхнюю часть контактного аппарата и проходит слой катализатора сверху вниз. При зтом этилен превращается в этиловый спирт, который за-

Гидратация ацетилена в присутствии ртутных ката' лизаторов проводится путем пропускания ацетилена, смешанного с водяным паром при 90—100° С, в гидра* тор, заполненный катализатором, так называемой «контактной» кислотой (раствор сернокислой ртути в серной кислоте). В гидратор также поступает непрерывно или периодически металлическая ртуть, образующая с сер* ной кислотой сернокислую ртуть. Смесь ацетилена с во* дяным паром барботирует через кислотный слой; при этом происходит гидратация ацетилена и образование ацетальдегида. Парогазовую смесь, выходящую из гид-ратора, конденсируют и выделенный ацетальдегид отделяют от примесей. Выход ацетальдегида (считая на ацетилен) достигает 95%.

Этот способ постепенно вытесняется более перспективным — контактным, при котором не требуется чугунных стружек и не образуется большого количества отходов — железного шлама/При получении анилина контактным способом смесь паров нитробензола и водорода, нагретая до 200 — 260° С, поступает в контактный аппарат, заполненный катализатором. Каталитическое восстановление нитробензола происходит при 300° С. Выходящая из контактного аппарата парогазовая смесь, состоящая из анилина, водорода и воды, конденсируется и направляется на разделение и очистку.

Жидкую фракцию С4, содержащую изобутилен, смешивают в смесителе 2 с водным раствором растворителя, поступающим из емкости 1, подогревают и подают на гидратацию в аппарат 3, заполненный катализатором. Продукты реакции^ из гидрататора 3 после снижения давления с 2 до 0,5 МПа поступают в буфер-испаритель 4. Испарившиеся непрореагировавшие углеводороды выводятся для соответствующей переработки. Раствор триметилкарбинола в воде и растворитель из испарителя 4 поступают в ректификационную колонну 5, из которой сверху отбирают азеотроп, содержащий 88% спирта и 12% воды. Из куба колонны 5 смесь воды и растворителя, пройдя ионитовую очистку 12, возвращается в емкость / для повторного использования. Полученный в колонне 5 азеотроп поступает в ректификационную колонну 6 для отгонки остатков фракции С4, а затем в дегидрататор 7. Дегидрататор представ-

Схема процесса представлена на рис. 13.6. В качестве примера рассматривается очистка водорода, получаемого паровой конверсией углеводородов природного газа. Выходящая из реактора газовая смесь, содержащая главным образом водород, окись и двуокись углерода, охлаждается добавкой водяного пара и конденсата примерно до 370° С и пропускается через, конвертор СО первой ступени, заполненный катализатором. Здесь 90—95% присутствующей окиси углерода превращается в двуокись с образованием эквивалентного количества водорода. Первая ступень конверсии служит в основном для получения дополнительного водорода и поэтому не может рассматриваться как операция очистки газа в узком смысле этого термина. Горячий газ, выходящий из конвертора СО, охлаждается примерно до 38° С, после чего двуокись углерода удаляют обычными регенеративными жидкостными процессами (этаноламиновая или поташная очистка). Очищенный от двуокиси углерода газ снова подогревается в печи и после добавки водяного пара проходит через конвертор второй ступени, за которым следует вторичная очистка от двуокиси углерода. Для получения водорода весьма высокой чистоты может быть добавлена третья ступень конверсии и удаления двуокиси углерода. Газ, получаемый по схеме с трехступенчатой конверсией СО, имеет следующий типичный состав (в % объемн.): окись углерода 0,02, двуокись углерода 0,01, метан 0,27, водород 99,7.

Обогащенный водяным паром и углекислотой и нагретый до 400—450° С метан поступает в трубы, заполненные катализатором конверсии (ГИАП-3). В газовой смеси поддерживается соотношение СШ : НаО : СОз = 1,0 : 1,3 : 0,7. Температура катализатора в активных зонах печи достигает 800° С. Отходящие дымовые газы с температурой 900° С поступают в котел-утилизатор. Конвертированный газ, пройдя систему охлаждения, направляется для дальнейшей переработки.

Одним из путей повышения эффективности производства аммиака, метанола и водорода является применение энерготехнологических схем с парогазовым циклом, в котором в качестве рабочего тела используется не только водяной пар, но и продукты сгорания топлива /16, 103, 109, НО/. Такая схема применительно к паровоздушной конверсии была рассмотрена выше (см. рис. 74). При паровой конверсии в высоконапорной камере располагаются реакционные трубы, заполненные катализатором. Это значительно усложняет конструкцию аппарата. Более сложной становится и вся схема. По-видимому, это является причиной того, что схемы с парогазовым циклом в промышленность не внедрены. Но энергетический к.п.д. такой схемы примерно на 10$ выше /16, 109/, чем схе-

Конвертор представляет собой вертикальный стальной трубчатый теплообменник, в котором установлены цельнотянутые стальные трубы / (диаметр 50/57 мм, длина 2500 мм), заполненные катализатором. Межтрубное пространство залито расплавом свинца (95%) и сурьмы (5%). Процесс контактировании проводится при температуре бани 400°. Аппарат обогревается электрическим током, электроподогреватель выполнен из нихромовой проволоки,

Для отвода тепла от расплава солей в центральной трубе размещены охлаждающие элементы 2, по конструкции аналогичные охлаждающим элементам, показанным на рис. 106 (стр. 221). Во внутренние трубки охлаждающих элементов снизу поступает воздух, а выходящий из наружных трубок нагретый воздух выводится из конвертора через камеру 9. Охлаждающий воздух подается также в рубашку 8. Температура в зоне катализатора измеряется термопарами, установленными в гильзах 7. Перед началом процесса контактирования контактный аппарат разогревают, продувая катализатор горячим воздухом. Исходная нафталипо-воздушная смесь, поступающая в конвертор, проходит через трубки, заполненные катализатором, контактные газы, содержащие нары фталевого ангидрида, удаляются из аппарата через нижний боковой штуцер.

Конвертор такой конструкции показан на рис. 249. Он состоит из обечайки /, внутри которой расположены трубы 2, заполненные катализатором. Верхние и нижние концы труб развальцованы в грубных решетках //. Аппарат закрыт сверху крышкой 9, имеющей штуцер для ввода исходной парогазовой смеси. Равномерное распределение ее по сечению конвертора достигается при помощи перфорированной тарелки 5, расположенной под входным штуцером. Измерение температуры в контактном аппарате производится термопарами, установленными на разной глубине в гильзах 8. которые выведены наружу через штуцеры 6. Герметичность достигается установкой в штуцерах сальников 7.

/— обечайка; 2— трубы, заполненные катализатором; />—температурные компенсаторы; 4—штуцер для ввода водяного пара или а:юта; ,'— перс1о[>ир01!анная тарелка; f'i..штуцер; 7.<альник; Л'— гильзы д.чя термопар; 9—крышка аппарата; 10—штуцер д.-я ввода расплава солеЛ; //—трубные решгткн; //'—штуцер для слива расплава солей (при чистке и ремонте аппарата); 13—штуцер для выгода расплава солей; Н—лапы; 15—камера для осаждения пыли катализатора; 16—люк для удаления пыли катализатора.

печь 3, в которой они, пройдя перегреватели 4, направляются в газовую камеру печи. По окружности камеры расположены стальные трубы прямоугольного сечения (реторты) 5, заполненные катализатором. Катализатором служит смесь различных окислов металлов, обладающих как дегидратирующим (А12Оз и др.), так и дегидрирующем действием (ZnO и др.). В ретортах спирт по описанной выше схеме превращается в бутадиен. Продукты реакции поступают сначала в водяные 6, а затем в рассольные 7 холодильники. В этих холодильниках конденсируются в основном пары воды, непрореагировавшего этилового спирта, диэтилового эфира и углеводородов с высокой температурой кипения. Конденсат собирается в сборнике 8. Оставшаяся парогазовая смесь поступает в абсорбер 9, в котором газы промываются охлажденным этиловым спиртом. При этом в атиловом спирте кроме бутадиена растворяются побочные продукты реакции: диэтиловый эфир, альдегиды, кетоны и некоторые высококипящие углеводороды. Оставшийся после промывки этиловым спир* том газ содержит водород (около 75%), этилен, СОг и др.

•представляющие собой стальные трубы прямоугольного сечения (высота 4— 5 м), заполненные катализатором. Реторты обогре-

Схема производства никлогексанона дегидрированием щ^д, гексагюла показана на рис. 148. Циклогрксанол-ректификат(99,9°/ ннй) под ибыточиым давлением азота 0,1 — 0,15 ат нагнетаете через фильтр 3 п подогреватель 4 типа «труба в трубе», где нагл, нается до 100— 110е С. Далее в испарителыю-псрстрепателыюй п стеме, состоящей из трубчатых аппаратов Г>, 6 и 7, происходит щ парение пиклогексанола и перегрев сто паров до 430— 450е Г. Г1 регрстые пары циклогексанола поступают п трубы контактное аппарата 8, заполненные катализатором (2-обрязные нластшщ толщиной 0,2—0,4 мм). По выходе из контактного аппарата пр( дукты реакции поступают и конденсатор Ю \\ далее— в сепэр; тор 12, где конденсат (шшлогексанон-сыреп) отделяется от гюдс рода.

ратора, пройдя предварительно по изогнутой трубе, погруженной в нафталин, и будучи нм подогрет. Паровоздушная смесь идет далее в реакционный аппарат — конвертор 3, где сначала проходит по средней пустой стальной трубе, погруженной, как и соседние трубки, заполненные катализатором, в баню на расплавленного снинца. Выйдя

Контактирование осуществляется следующим образом. Пары шихты из перегревателя (температура паров~380°) поступают во все реторты, заполненные катализатором. Входящие пары имеют температуру 360°; по пути в цех конденсации они охлаждаются до 180°.

тана поступают в реакторы, заполненные катализатором, которых обычно бывает 24 (12 работают, 12—на регенерации).

Зависимости адсорбции Зависимости динамического Зависимости изменения Зависимости концентрации Зависимости наибольшей Закономерностей формирования Зависимости плотности Зависимости растворимости Зависимости свободных