2.13. Reactorii cu un pat fluidizat de catalizator. Problema transferului de fază, modalități de creștere a ratei transferului de masă. Avantajele și dezavantajele exemplelor de cracare catalitică și dehidrogenare a alcanilor
Reactorii cu un pat fluidizat de catalizator au găsit aplicarea pentru cracarea catalitică, dehidrogenare, parțial pentru oxidarea parțială. Sunt utilizate aici catalizatori cu granulație fină (0,1-2 mm) suspendați în fluxul amestecului de reacție. Fluxul este trecut de jos în sus prin rețeaua pe care este localizată pisica, într-o astfel de rată încât particulele de catalizator sunt puse în mișcare și întregul strat este transformat din starea fixă în stare de fierbere. Aspectul seamănă cu un lichid fierbinte. De asemenea, este permeabil cu bule de gaz. Patul fluidizat are proprietatea fluidității ca fluidul.
Schema unui reactor catalitic cu un pat fluidizat de catalizator
1 - zăbrele; 2 - duza; 3 - schimbător de căldură; 4 - filtre.
Avantajele acestui tip de reactoare din cauza mărimii crescută a coeficientului de transfer termic, care reduce suprafața necesară suprafeței de schimb de căldură, un strat conductiv termic eficient ridicată și să scadă influența dăunătoare a difuziei interne datorită dimensiunii mai mici a granulelor de catalizator. Dificultățile determină creșterea cerințelor pentru rezistența mecanică a catalizatorului și necesitatea unor dispozitive suplimentare pentru separarea prafului de catalizator îndepărtat din reactor.
Principalul dezavantaj al reactoarelor cu pat de catalizator suspendat este amestecarea intensă a amestecului de reacție de-a lungul reactorului, ca rezultat al cărei compoziție în întregul reactor este aproape de compoziția finală la ieșirea din aparat. În plus, așa-numitele bule sunt formate în flux, i. E. volume cu o concentrație mai scăzută de catalizator, care conduce la alunecări prin patul de catalizator al amestecului incomplet de reacție și, de asemenea, reduce semnificativ viteza de reacție și selectivitatea pentru produsele intermediare. Acest dezavantaj poate fi atenuat prin creșterea intensității schimbului între bule și regiunile cu o densitate mai mare a catalizatorului.
În acest scop, se folosesc duze cu volum mic, de exemplu, inele de sârmă, spirale, canale de scurgere etc. Acestea sunt plasate în patul de catalizator și înmulțesc coeficienții de schimb între bule și faza densă. Utilizarea duzei crește rata de reacție și selectivitate.
Un dezavantaj al reactoarelor catalitice cu un pat fluidizat de catalizator este o rezistență hidraulică mărită, de obicei de 2-3 ori mai mare decât rezistența reactoarelor cu pat fix.
Neuniformitatea timpului de rezidență al materiilor prime din zona de reacție, astfel încât o parte din materia primă este expusă la crăpături excesive la gaz și cocs, iar cealaltă la cracare ușoară.
Timpurile scurte de contact nu asigură selectivitatea ridicată a cracării.
Dehidrogenarea hidrocarburilor yavl. reversibil p / p endotermic, este necesară creșterea temperaturii pentru a deplasa reacția spre formarea produselor de reacție dorite. Cu toate acestea, o creștere excesivă a temperaturii poate duce la o scindare profundă (cracare) a u / v inițială.
Catalizatorii de dehidrogenare trebuie să posede blană bună. rezistență, stabilitate termică, activitate ridicată, selectivitate, stabilitate și regeniruemostyu.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: