Каталитичесике реактора

Цель работы реактора – обеспечить благоприятный режим работы катализатора.

2 типа реакторов:

· реакторы идеального вытеснения (аппараты, в которых движение

реагентов носит поршеневой характер, то есть каждый предыдущий объем,

проходящий через аппарат, не смешивается с последующим, так как вытесняется им.)

· реакторы идеального смешения (аппараты, в которых потоки

реагентов мгновенно и равномерно перемешиваются во всем реакционном объеме).

Каталитические реакторы могут быть с неподвижным, движущимся и псевдоожиженным слоем катализатора.

Адиабатический реактор представляет собой металлический цилиндр, в нижней части которого находится решетка, на которую насыпается катализатор в виде различного типа гранул: таблеток, шариков, зёрен неправильной формы и т. д. Газовую реакционную смесь можно направлять в аппарат как сверху вниз, так и снизу вверх. Стенки цилиндра теплоизолированы.

Самый простой тип каталитических реакторов. Катализатору там некомфортно. Преимущество: простота.

Эта конструкция используется в настоящее время, в основном, при создании экологически чистых технологий для каталитической очистки выходных газов от окислов азота и серы, сероводорода, органических веществ и т. д., а также при разработке малотоннажных процессов.

Реакторы с кипящим слоем катализатора. Микросферический катализатор витает в потоке паров сырья. По мере закоксовывания частицы катализатора тяжелеют и падают вниз. Далее катализатор выводится на регенерацию, которая проходит также в кипящем слое, а продукты идут на разделение. Типовые установки - 1А/1М, 43-103. Реакторы кипящего слоя применяют в промышленности для крекинга нефтепродуктов на алюмосиликатном катализаторе. Эти реакторы являются самыми крупными аппаратами с кипящим слоем катализатора.

Изотермические реактора выдерживают все тепло равномерно. Примерами изотермич реакоров являются трубчатый реактор, пластинчатый

Трубчатый реактор заполняется твердым катализатором и через него пропускается поток газа или жидкости. Такой реактор подходит для реакций, протекающих с большой скоростью. Реактор может быть изготовлен в варианте с нисходящим или восходящим потоком. В нем может быть более 2 тыс трубочек, чем они тоньше, тем изотермичнее реактор. Дорого.

Реактора с радиальным движением, — лучшее распределение газосырьевого потока по сечению аппарата, меньшее гидравлическое сопротивление потоку при прохождении через слой катализатора, при проектировании новых и реконструкции действующих установок в основном используют реакторы с радиальным вводом сырья. При этом реакторы с радиальным движением потока применяются главным образом в парогазовых процессах. Если в газосырьевом потоке имеется жидкая фаза, то это может привести к накапливанию в реакторе жидкости и нарушению режима его работы. Газосырьевая смесь проходит через слой катализатора в радиальном направлении, т.е. от периферии к центру. Такое конструктивное решение позволяет в несколько раз снизить потери давления в потоке. Но, как было показано выше, реактор с радиальным вводом желательно использовать только в том случае, когда сырье находится либо в жидком, либо в парогазовом состоянии.