Фталевый ангидрид - Гуревич Д.А.
Скачать (прямая ссылка):
Рис. 33. Газораспределительная решетка беспровального типа:
/ — решетка; 2 — газораспределительный элемент; 3 — перфорированные пластины.
Продолжительные наблюдения за работой конвертора с псевдоожиженным слоем катализатора показали, что все стальные детали контактного аппарата, соприкасавшиеся с катализатором, имели черный цвет и были тщательно отполированы. Однако газораспределительная решетка, оказавшаяся в центральной части так же тщательно отполированной, как и прочие детали, соприкасающиеся с катализатором, по краям была покрыта слоем окалины. Из этого можно сделать вывод, что на периферии решетка не подвергается столь интенсивному истирающему действию катализатора.
Недостаточно интенсивное перемешивание вблизи стенок конвертора способствует скоплению в этих местах неразмешиваемых порций катализатора, а следовательно, протеканию процесса окисления без эффективного отвода тепла. Это приводило к значительному местному повышению температуры, частичному спеканию катализатора и его разрушению. Кроме того, неравномерное распределение газового^дотрка
по поперечному сечению конвертора способствует образованию газовых пузырей в псевдоожиженном слое. Наличие большого количества газовых пузырей снижает выход целевого продукта, так как часть нафталина, видимо, н? проходит через катализатор и поэтому полностью не окисляется. С целью хотя бы частичного уменьшения количества газовых пузырей рекомендуется 181 применять газораспределительные решетки с неравномерным расположением отверстий по сечению, чтобы на периферии решетки проходило больше газа, чем в центре. В колпачковых или перфорированных решетках это может быть достигнуто путем увеличения числа отверстий, приходящихся на единицу площади периферийной зоны решетки, по сравнению с числом отверстий, приходящихся на единицу площади центральной зоны. Эти рекомендации следует особенно учитывать при относительно малых скоростях газового потока. При скоростях газового потока, во много раз превышающих критическую скорость псевдоожижения, возможность скопления неразмешиваемых порций катализатора у стенок конвертора значительно уменьшается.
Под действием высокой температуры слоя катализатора в некоторых случаях наблюдалась частичная деформация газораспределительной решетки. Во избежание этого явления рекомендуется покрывать газораспределительную решетку слоем крупных частиц инертного огнеупорного материала, не подвергающихся псевдоожижению в условиях применяемых скоростей газового потока ш.
Для отвода тепла реакции в конверторах С псевдоожиженным слоем катализатора применяют теплообменивающие элементы различной конструкции: трубы, змеевики. Теплообменники располагают либо непосредственно в слое катализатора, либо вне конвертора. В этом случае катализатор циркулирует через внешний контур. При конструировании теплообменников чрезвычайно важно правильно выбрать металл, обеспечить герметичность теплообменника и доступность его для периодических осмотров и ремонтов. При выборе материала следует учитывать, кроме темпе-
деляющегося при обжиге железного колчедана в псевдоожиженном слое 183. Конструкция теплообменника проста и удобна в эксплуатации. Такой теплообменник с успехом может быть применен в конверторах для окисления нафталина во фталевый ангидрид.
Теплообменивающий элемент, помещаемый внутри псевдоожиженного слоя, представляет собой змеевик /, вытянутый в длину и закрепленный с одного конца в бетонной пробке 2 с шамотным и асбестовым уплотнением. Длина змеевика 1,9 м, материал — Сталь 10, а лучше — Сталь 20.
Питание змеевиков производится химически очищенной и деаэрированной водой; при этом образуется паро-водяная эмульсия, которая разделяется в выносном сепараторе для получения пара промышленных параметров. Коэффициент теплопередачи от псевдоожиженного слоя к охлаждающей воде в процессе окисления нафталина во фталевый ангидрид 250—300 ккал/ (м2 • ч •град). Теплообменники, рассчитанные по этим данным, надежны и оправдали себя в работе.
Значительная интенсификация теплоотвода была достигнута при установке теплообменивающих элементов из ребристых труб183. Ребра диаметром 120 мм изготавливались из листовой стали толщиной 8 мм и крепились к трубе усиленными сварными швами. Шаг между ребрами 40 мм.
Другая близкая по типу конструкция представляет собой теплообменник в виде U-образных труб, горизонтально расположенных в псевдоожиженном слое. Такие теплообменники успешно при-
2
ратуры, абразивное действие слоя катализатора.
Рис. 34. Теплообменивающий змеевико-вый элемент:
7 — змеевик; 2 —пробка из жароупорного бетона.
Конструкция теплообмени-вающего элемента не должна быть жесткой, чтобы в периоды нагрева и охлаждения не нарушалась герметичность теплообменника. С этой точки зрения рекомендуется использовать различные змеевики из котельной стали.
На рис. 34 представлен зме-евиковый теплообменник, применяемый для отвода тепла, вы-
меняются, например, в конверторах для восстановления нитробензола в анилин в псевдоожиженном слое катализатора (процесс восстановления нитробензола в анилин также протекает с выделением большого количества тепла).
