Фталевый ангидрид - Гуревич Д.А.
Скачать (прямая ссылка):
YrWc Сфа G = —---(74)
Как следует из этого уравнения, производительность конвертора G прямо пропорциональна удельному весу газа уг, линейной скорости газа U, площади поперечного сечения конвертора FCi выходу фталевого ангидрида по нафталину Сфа/Сн и обратно пропорциональна отношению воздуха к нафталину L Рассмотрим значение каждого из указанных факторов в отдельности.
Удельный вес газа Yr возрастает с давлением, поэтому увеличение давления способствует повышению производительности аппарата. Кроме того, установлено147, 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.
Увеличение линейной ' скорости U способствует росту производительности в расчете на поперечное сечение конвертора FCj поскольку при этом больше исходной паро-газовой смеси проходит
через поперечное сечение аппарата в единицу времени. Однако повышение скорости Ограничено одновременным возрастанием уноса мелких частиц и увеличением неоднородности катализа-торного слоя. Помещение в него сеток, перегородок, цепей способствует уменьшению уноса и повышению его однородности.
При снижении отношения воздуха к нафталину і ниже определенного значения пятиокись ванадия восстанавливается в низшие окислы, вследствие чего уменьшается степень превращения нафталина Ы1< т.
Поэтому при низких соотношениях воздуха к нафталину необходима регенерация катализатора.
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.
ПЕРЕЧЕНЬ ОСНОВНЫХ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ К ГЛАВЕ III
Ci — концентрация, моль/л;
Cp—теплоемкость газа при постоянном давлении, ккал/(кг ¦ град); Cy—теплоемкость газа при постоянном объеме, ккал/ (ж3 • град);
D — диаметр конвертора, ж; Dr — диаметр фильтрующей головки, ж; Dn — эквивалентный диаметр пузыря, м; DE — эффективный коэффициент диффузии, м2/сек;
d — диаметр твердой частицы, ж;
— эквивалентный диаметр твердой частицы, м;
E — энергия активации, ккал/моль;
е — основание натуральных логарифмов, е = 2,7183:
t — поверхность теплообмена, ж2; F0—площадь сечения конвертора, ж2; Рф — фильтрующая поверхность, я2;
G — производительность конвертора, кг/ч; Gx — количество катализатора, кг; G3—весовая скорость газа, кг/(м2-ч);
g—ускорение силы тяжести, м/сек2;
H— высота слоя катализатора в состоянии псевдоожижении, м; H0— то же в неподвижном состоянии, м; і— весовое отношение воздуха к нафталину; К, — коэффициент теплопередачи, ккал/(я2 ¦ ч ¦ град), ki — константы скоростей реакций; /г, — окисление нафталина в 1, 4-нафтохинон; A2— окисление нафталина во фталевый ангидрид;
k3— окисление 1, 4-нафтохинона во фталевый ангидрид;
k4 — окисление фталевого ангидрида в малеиновый ангидрид,
к5— полное сгорание 1, 4-нафтохинона;
k& — то же для нафталина;
kT — го же для фталевого ангидрида;
ks — то же для малеинового ангидрида;
L — длина трубки конвертора со стационарным слоем катализатора, м
I — текущая длина трубки, ж; /ф—длина фильтра, м; M — молекулярный вес;
я — число трубок в конверторе со стационарным катализатором; Лф — число фильтров в конверторе; Qp — тепловой эффект реакции, ккал/моль;
q—нагрузка на катализатор, г[(кг-ч);
R—газовая постоянная, ккалЦмоль ¦ град); R0— радиус трубки конвертора, ж;
г—текущий радиус трубки, м; ДР — сопротивление слоя катализатора, кгс/л2;
U — тинейная скорость газа, ж/сек;
V— объемная скорость газа, ж3/сек; VK — объем катализатора, ж3; Wi — скорость образования веществ, моль/сек;
х — расстояние по длине слоя катализатора, м.
а — коэффициент теплоотдачи, икал/ (м2 ¦ ч ¦ град); (і — вязкость газа, кг ¦ сек/ж2;
Я — эффективная теплопроводность, ккал[(м- ч- град);
W — удельный вес газа, тег/ж3;
Yj1 — удельный вес воздуха, кгс/ж3;
Yk — удельный вес катализатора, кгс/мъ;
Yh—насыпной вес катализатора, кгс/ж3;
б— порозность слоя катализатора; е0— то же в момент начала псевдоожижения;
т — время, сек;
¦ф — коэффициент расширения слоя катализатора.
Греческие буквы
Re
Критерии критерии Реинольдса, Ke = —-——;
Uac,
Nu
Pe
Ar
критерий Пекле, Pe = —г-*-; критерий Нуссельта, Nu = -^2-;
ЯіY
критерий Архимеда, Ar = -2——
Подстрочные индексы
/ — г-тый компонент;
н — нафталин; нх — 1, 4-нафтохинон; '
фа — фталевый ангидрид; ма — малеиновый ангидрид; сг— продукты сгорания;
к — катализатор;
г — газ;
т— твердые частицы; О— начальная концентрация.
Глава IV
ВЫДЕЛЕНИЕ И УЛАВЛИВАНИЕ ФТАЛЕВОГО АНГИДРИДА
Выделение и улавливание фталевого ангидрида является одной из основных проблем в процессе парофазного каталитического окисления ароматических углеводородов. Сложность задачи заключается в необходимости охлаждать большие количества фта-ло-воздушной смеси и выделять фталевый ангидрид из очень разбавленной смеси продуктов контактирования (на і т фталевого ангидрида приходится до 35 т и более контактных газов). Кроме того, в процессе охлаждения на теплообменивающих поверхностях оседают твердый продукт и смолообразные примеси. Вследствие этого резко ухудшаются условия теплообмена, так как нарастание корки продукта приводит к быстрому снижению коэффициента теплопередачи.
