ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Реактор вытеснения из "Теория химических реакторов" Для осуществления непрерывных процессов применяют два ооновных типа аппаратов—реактор (вытегнения и реактор смешения [2]. Третий, особый тип аппарата, который в известной мере является гибридом двух первых, (представляет собой реактор с псевдоожиж внным слоем. [c.12] Реактор вытеснения называют еще иначе, поскольку во многих исполнениях он имеет форму трубы. Однако то, что обычно именуется реактором вытеснения, представляет собой непрерывно действующий реактор, в котором один или все реагенты постоянно перемещаются в выбранном направлении (реагенты (поступают в оистему с одной стороны, а продукты реакции отводятся с другой стороны) 2. в этом аппарате не предусматривается перемешивание между различными элементами среды 1в напра1влании движения пото1ка, т. е. это такой реактор непрерывного действия, в случае которого первым приближением, пригодным для прогнозирования его работы, является допущение, что среда движется в нем подобно поршню. Некоторые удовлетворяющие данному определению реакторы, не имеющие цилиндрической фо р МЫ, будут кратко рассмотрены ниже. [c.12] Приведенные примеры относятся к гомогенным реакциям, которые осуществляют в реакторах вытеснения, представляющих собой трубу, заполненную лишь реагирующей средой. Реакторы вытеснения также широко используют для проведения гетерогенных каталитических реакций. В этом случае их заполняют частицами твердого катализатора, вследствие чего такие аппараты часто называют реакторами с неподвижным слоем твердых частиц. Эти реакторы используют для синтеза аммиака, метанола и для осуществления большого числа других важных гетерогенных реакций. Сам реактор обычно состоит из многих десятков или даже сотен трубок, соединенных параллельно и закрепленных между двумя трубными решетками, как это имеет место в кожухотрубном теплообменнике. Диаметр трубок, как правило, равен нескольким сантиметрам, а их длина достигает нескольких метров. На рис. 1 показана несколько устаревшая конструкция реактора для синтеза аммиакаСмесь азота и водорода поступает в реактор сверху, затем проходит вниз, внутрь стального кованого корпуса. Это сделано для предотвращения перегрева металла. Затем газ поднимается по пучку трубок, в которых его температура повышается за счет теплообмена с катализатором. В рассматриваемом реакторе катализатор укладывают на решетку в межтрубном пространстве. Газ, выходящий из трубок, сверху направляется вниз через слой катализатора, нагревается за счет тепла реакции и выходит из аппарата. [c.13] В каждом из таких агрегатов слой зерен твердого материала взаимодействует с проходящим через него газовым потоком. В результате этого реакционная лона перемещается через слой сверху или снизу. Таким образом, каждая из рассмотренных систем в сущности является реактором вытеснения в направлении газового потока, т. е. под прЯ Мьш углом к длине слоя. Другими примерами реакторов вытеснения являются доменная печь, а также реактор, применяемый для гидрогенизации бензола, в котором жидкий реагент стекает струйками по никел0во)му катализатору Ренея навстречу восходящему поток у водорода. [c.14] Поэтому для эффективного отвода тепла диаметр цилиндрического реактора вытеснения должен быть по возможности меньше, что необходимо для сокращения расстояния до стенки, которое приходится преодолевать потоку тепла. При наличии серьезных аргументов в пользу выбора большего диаметра или заполнения катализатором больших тарелок может возникнуть необходимость размещения в слое катализатора змеевиковых холодильников. [c.16] Оригинальный реактор со ртутным охлаждением применяют для производства фталевого ангидрида. Нафталин испаряют в воздушный поток, который проходит через реактор вытеснения, имеющий около 3000 трубок, соединенных параллельно (диаметр трубок 1—2 см, длина до 3 м) и заполненных таблетированным катализатором. Этот реактор по своей конструкции сходен с кожухотрубным теплообменником. Тепло реакции весьма эффективно отводят с внешней поверхности трубок парами кипящей ртути, которые конденсируют вне аппарата и рециркулируют. Заметим, что при проведении этой реакции температуру необходимо поддерживать на уровне 350° С с целью снижения скорости образования побочных продуктов (малеинозого ангидрида и углекислого газа). [c.16] Вернуться к основной статье