ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Этапы развития из "Промышленное псевдоожижение" Первая крупная промышленная установка с использованием псевдоожиженного слоя была создана Ф. Винклером и применена для газификации измельченного угля. Патент на этот процесс был выдан в 1922 году (ВВР 437970) первый газогенератор имел высоту 13 м, поперечное сечение 12 м и начал успешно работать в 1926 году. Подобные агрегаты строили главным образом в Германии и Японии, они предназначались для обеспечения химической промышленности газовым сырьем для синтеза. [c.32] Типичный газогенератор, схематически изображенный на рис. П-1, имеет значительный объем, необходимый для вдува вторичного кислорода в область над слоем. В результате происходит повышение температуры, что способствует разложению выделенного метана. [c.32] С современной точки зрения газогенератор Винклера неэффективен из-за большого потребления кислорода и значительных (более 20%) потерь углерода вследствие уноса. С ростом потребления нефти во всем мире генераторы Винклера постепенно были вытеснены другими, работающими на нефтяном сырье. [c.32] Был известен процесс Гудри, применявшийся с 1937 года, однако он не обещал резкого увеличения производства, поскольку использовавшийся неподвижный слой алюмосиликатного катализатора требовал периодических остановок (для регенерации), а также вследствие сложности поддержания заданной температуры слоя. [c.33] Одно усовершенствование процесса Гудри привело к созданию процесса термофор, в схеме которого имеются реактор — регенератор с двумя движущимися слоями относительно крупного гранулированного катализатора, транспортируемого из секции в секцию ковшовым элеватором (более ранняя модель) или с помощью пневмотранспорта (последняя модель). [c.33] Другое усовершенствование привело к разработке процесса гиперформинг, в схеме которого предусмотрен один движущийся слой и пневмотранспорт. [c.33] Верхняя часть слоя, состоящего из крупных (4 мм) гранул, использовалась для реакции, нижняя — для регенерации. [c.33] Параллельно этим усилиям инженеры-исследователи фирмы Оган-дарт Ойл (ныне компания Эссо ) пытались применить систему пневмотранспорта для каталитического крекинга керосина. При разработке своего проекта они столкнулись с трудностями из области механики и проблемой чрезмерно большого гидравлического сопротивления длинных труб. В это время профессоры У. К. Льюис и Е. Р. Джиллиленд на основе фундаментальных исследований, проведенных ими в Массачузетском технологическом институте, пришли к заключению, что полностью пневматическая схема, состоящая из псевдоожиженного слоя и транспортных линий, может стабильно работать, и предложили использовать этот вывод при поисках удовлетворительных процессов каталитического крекинга. [c.33] Инженеры фирмы Эссо воспользовались этой идеей и установили, что напорная труба является решающим фактором для равномерной циркуляции. На этой основе была создана крупная пилотная установка для крекинга в восходящем потоке, схема которой показана на рис. П-2. Это было началом каталитического крекинга нефтепродуктов в псевдоожиженном слое. [c.33] Чтобы уменьшить тяжелую нагрузку на пылесборники, слой с восходяпщм потоком вскоре был заменен нисходящим псевдоожиженным слоем, что привело к созданию агрегата СОД-П. В годы второй мировой войны для получения авиационного бензина было построено более тридцати установок такого типа. [c.34] Последующие усовершенствования этого процесса привели к созданию установок с улучшенной компоновкой и увеличенной производительностью (около 15 900 ООО л/сут, или 16 ООО м /сут). Рис. П-З иллюстрирует эволюцию к более компактным, эффективным и дешевым конструкциям установок крекинга в псевдоожиженном слое. [c.34] Принцип циркуляции твердой фазы, разработанный для этого процесса, был широко использован в нефтеперерабатывающей промышленности для каталитического дегидрирования, крекинга паров лигроина, коксования тяжелых масел и термического крекинга нефтепродуктов. Все эти процессы будут рассмотрены позже. [c.34] С их внедрением эти замечательные обжиговые печи постепенно заменили существовавшую тогда технологию (обжиговые печи с плотным слоем и вращающиеся печи) как в производстве серной кислоты, так и при обогащении сырьевых материалов в металлургической промышленности. [c.36] Эти первоначальные успехи вызвали большой интерес к псевдоожижению, многие новые процессы были запатентованы и описаны в литературе. Хотя примеры будут рассмотрены позже, отметим сейчас два из них, так как они имеют потенциальное влияние на две важные отрасли промышленности. К первому относятся различные процессы, разрабатываемые для снижения окисления металла при термообработке. Настойчивые усилия ведущих фирм обещают радикальные изменения в этой важнейшей отрасли промышленности. Второй касается процесса получения цементного клинкера. [c.36] Оглядываясь назад, мы видим, что путь к промышленному внедрению процессов с применением псевдоожижения необычайно труден и сложен, включает несколько этапов масштабирования и изобилует внезапными неудачами. Эти трудности большей частью являлись следствием отсутствия удовлетворительных ответов на многие вопросы, от которых зависит конструктивное решение причина этого в недостатке надежных прогнозов относительно псевдоожиженных слоев. Такие конструктивные неопределенности чреваты большими материальными затратами, что приводит к общей консервативности и осторожному отношению ко многим из этих усовершенствований. Однако большая выгода, к которой привели прежние успешные усовершенствования, продолжает побуждать к исследованиям й разработкам в области псевдоожиженного слоя. [c.36] Вернуться к основной статье