ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Перспективы интенсификации работы конверторов из "Фталевый ангидрид" Развитие производства фталевого ангидрида характеризуется стремлением к созданию аппаратов большой мощности, что вызвано систематическим ростом потребности во фталевом ангидриде. Решение подобной задачи за счет строительства большого числа малопроизводительных агрегатов экономически нерационально, так как зависимость суммы эксплуатационных расходов от числа устанавливаемых аппаратов характеризуется функцией, не имеющей минимума , т. е. с увеличением числа аппаратов эксплуатационные расходы повышаются. Такова це зависимость суммы капитальных затрат от числа устанавливаемых аппаратов. Поэтому для современной промышленности характерно стремление к созданию агрегатов большой мощности. [c.119] Производительность конверторов можно повысить путем увеличения размеров аппарата. Этот способ наиболее простой. Однако размеры конверторов лимитируются возможностями машиностроения, условиями транспортирования крупногабаритных аппаратов, возможностями надежного регулирования теплового и гидродинамического режима в аппаратах большого размера. С совершенствованием техники аппаратостроения, особенно с созданием методов высококачественной сварки, интенсификация технологического процесса путем строительства конверторов больших размеров широко используется в промышленности. [c.119] Значительная интенсификация процесса достигается за счет увеличения съема готовой продукции с единицы поперечного сечения или объема конвертора. Это можно достигнуть увеличением производительности катализатора, повышением его селективности, более полным учетом кинетических, тепловых и гидродинамических факторов, определяющих характер протекания процесса. [c.119] Для конверторов со стационарным слоем катализатора одним из факторов, лимитирующих их производительность, является скорость теплоотвода. Поэтому интенсификация теплоотвода является одним из основных методов повышения производительности конверторов со стационарным слоем катализатора. Интенсификация теплоотвода может быть достигнута следующими методами увеличением поверхности теплообмена, созданием большей разности температур между зоной катализатора и хладоагентом, повышением коэффициента теплопередачи между зоной катализатора и хладоагентом, увеличением теплоемкости газов и уменьшением тепловыделения в зоне катализатора. В процессе совершенствования конструкций контактных аппаратов были использованы все перечисленные методы. [c.119] Рассмотрим теперь пути интенсификации теплообмена в конверторах. [c.119] В связи с серьезными конструктивными затруднениями, возникшими при увеличении поверхности теплообмена, в практике производства фталевого ангидрида обычно стремятся интенсифицировать работу конверторов путем создания большей разности температур между зоной катализатора и хладоагентом и путем повышения коэффициента теплопередачи. [c.120] Одной из первых конструкций контактного аппарата для производства фталевого ангидрида является конвертор с горизонтальными трубками. Впоследствии появились вертикальные трубчатые конверторы, в которых межтрубное пространство заполнено расплавленным свинцом. Они несколько более компактны по конструкции. Для них отмечаются низкие коэффициенты теплопередачи и характерен подъем в верхнюю зону более горячих слоев расплавленного свинца, что уменьшает разность температур в верхней зоне аппарата. [c.120] Увеличение коэффициента теплопередачи достигают заменой свинца расплавом солей, который размешивают мешалкой (см. рис. 14, стр. 54) или прокачивают через межтрубное пространство конвертора (см. рис. 15, стр. 55). Коэффициент теплопередачи значительно повышается также при использовании кипящего хладоагента, в качестве которого в производстве фталевого ангидрида иногда употребляют ртуть. [c.120] Температуру контактных газов можно понизить, уменьшая количество тепла, выделяющееся на единицу массы реакционной паро-газовой смеси. Нетрудно видеть, что с увеличением отношения воздуха к нафталину, т. е. с увеличением степени разбавления нафталина воздухом, это количество уменьшается. Теоре- тически для окисления 1 кг нафталина во фталевый ангидрид требуется примерно 6,5 кг воздуха. На практике известны соотношения воздуха к нафталину, равные (12—15) 1 и (30-н35) 1. [c.120] Количество тепла, выделяющееся на единицу поверхности теплообмена, значительно снижается при использовании относительно малопроизводительных катализаторов, например ванадий-калий-сульфатного катализатора, производительность которого почти в 5 раз ниже, чем плавленой пятиокиси ванадия. [c.120] Учет кинетических факторов позволяет наметить метод интенсификации процесса путем уменьшения температурного пика (см. рис. 41, стр. 94), наблюдаемого в трубках со стационарным слоем катализатора и препятствующего повышению нагрузки по нафталину на катализатор в трубке и увеличению ее диаметра. Так, например, рассредоточение катализатора по трубке в соответствии с кинетическим законом реакции (загрузка слоями различной длины вперемежку со слоями инертного материала или разбавление катализатора инертным материалом для изменения концентрации катализатора по длине трубки), а также увеличение скорости газов, улучшающее условия теплообмена, способствуют уменьшению температурного пика. [c.121] Как следует из зтого уравнения, производительность конвертора О прямо пропорциональна удельному весу газа Yг, линейной скорости газа и, площади поперечного сечения конвертора Рс, выходу фталевого ангидрида по нафталину Сфа/Сн и обратно пропорциональна отношению воздуха к нафталину I. Рассмотрим значение каждого из указанных факторов в отдельности. [c.121] Удельный вес газа уг возрастает с давлением, поэтому увеличение давления способствует повышению производительности аппарата. Кроме того, установлено что при этом несколько увеличивается производительность катализатора. При повышении давления слой катализатора становится более однородным и качество псевдоожижения улучшается. Однако одновременно возрастают эксплуатационные расходы, связанные с дополнительными затратами электроэнергии на сжатие воздуха. Поэтому оптимальное давление определяется технико-экономическим расчетом. [c.121] При снижении отношения воздуха к нафталину / ниже определенного значения пятиокись ванадия восстанавливается в низшие окислы, вследствие чего уменьшается степень превращения нафталина 2. [c.122] Поэтому при низких соотношениях воздуха к нафталину необходима регенерация катализатора. [c.122] Выход фталевого ангидрида Сфа/Сн можно повысить при изменении кинетических и гидродинамических Факторов, например в результате исключения вредного влияния продольного перемешивания путем разделения псевдоожиженного слоя на несколько секций, через которые газы проходят последо-ватльно. [c.122] Вернуться к основной статье