СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРНОГО РЕЖИМА ЭКЗОТЕРМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ Советский патент 1973 года по МПК B01J8/02 G05D23/00 

Изобретение относится к способа.м регулирования темиературиого режима экзотермических процессов в неподвижном слое твердого катализатора. При проведевии экзотерМИческих ироцессов в иеиодвижном слое катализатора устанавливается динамическое равновесие тепловыделеине - теплоотвод, которое приводит к появлению градиента температуры вдоль и перпендикулярно к слою катализатора-градиента, ограничиваюпдего интенсивность процесса. При увеличении интенсивности ироцесса температура в наиболее HarpeToii точке слоя, так иазываемой «горячей точке, может стать выше предельно доиустимоГ; по условиям ведения ироцесса.

Пзвестси способ регулирования температурного реж.има экзотермических процессов п неиодвижном слое катализатора путем иодачи реагентов в слой катализатора. Известный сиособ характеризуется постоя.ииой подачей реагентов в одном направлении. Для большинства катал} затОров это приводит к ностеиеиному переносу вдоль слоя и даже частичному уносу летучих актива)ых компонентов катализатора (цинкацетата, сулемы, хлористой меди и т. и.). Кроме того, реализация изсбстного способа связана со зиачительным-и затратами на а тиаратуриое оформление и систему управления реду-ктором.

Для увеличения срока службы катализатора

предлагается изменять направление подачи реагентов в слой катализатора через 10-100 мин.

На фиг. 1 схематически показан реактор с иеиодвиж;;1ым слоем катализатора (адиабатический, трубчатый, трубоиаиельный и т. д.); иа . 2 - профили температуры для реакции nepnoio порядка; иа фиг. 3 - зависимость разности температуры между точками от времени между иереключе1и1ями.

Подача реа еитов в реактор / в одном иаправлении производится в течение определепиого промежутка временп. За это время вследствие различия скоростей реакции ио слою катализатора возникает иеравномерпость температуры по слою. Для большинства процессов «горячая точка располагается в первой трети слоя ввиду больи1ей коицентрации исходных реагентов в пей (слг, фиг, 2, кривая .4). По истечении задаиного промежутка времени с помощью переключающих устройств 2 изменяют направление иотока, проходящего через реактор, иа обратное. В результате этого иереключеипя распределение температуры вдоль слоя катализатора изменяется - в «горячей точке температура сиижается, а в «холодной зоие повышается, образуя новую «горячую точку. Через заданный промежуток времеии направление реагентов вновь изменяется на обратное и т. д.

3

При работе реактора в предлагаемОМ иестациона1рном релсиме с .периодическим изменением направления потока газов уменьшается граяиент темлературы по слою, что позволяет увеличить подачу реагентов в реактор без нарушения дина1мического равновесия тепловыделение - т плоотвод. Пери-одическое изменение направления cnacoSciiByeT более равтюмерному распределению летучих активных компонентов катализатора, а следовательно, обеспечивает более равномерную отработку катализатора, увеличивая ороК его службы.

На фиг. 2 показан профиль при работе без переключений (кривая А) и характер изменения профиля во времени иосле из-менения направления (на кривых указано время в секундах с момента изменения направления). Кривые рассчита1ны -на ЭЦВМ примеиительно к параметрам промышленного реа-ктора синтеза винилацетата из ацетилена и уксусной кислоты. На фнг. 3 нояазана зависн1мость разаюсти температуры между точка,.ми с относительной длиной 0,3 и 0,7 от времеии между переключениями (кривая Б - зав.иси гость максимальной разности температуры, а кривая В - завнси.мость средней за цикл разности температуры).

4

Например, при переключении напр1авления

через 1200 сек максимальная разность темпеpai7pbi составляет 8°, а средняя за цикл 4°.

При работе без переключений разница составляет 11°.

Таким образом, при работе реактора в предлагаемом 1нестацианарно,.м режиме существенно снижается неоднородность температуры по слою и, чем больше частота переключений, тем больше однородность температуры.

Величина времени .между переключения;.ми в пределах диапазона 10-100 мин уточняется путем проведения экоперименто:в с изменением направления реакциоиной смеси или путем .моделирования этого изменения на ЭВМ.

Предмет изобретения

Способ регулирования те.мпературного режима экзотермических процессов в неподвижном слое катализатора путем подачи реагентов в слой ката„-шзатора, отличающийся тем, что, с целью увеличения срока службы катализатора, изменяют на правление нодачи реагентов в слой катализатора через 10-100 мин.

Реш ционн1}1е еазй

ПО

0,2

то

BpeHfl ме/пду перег люс ениями, сек

0,,60,8i

Отпосите/К1на.я длина слол иг.2

2 003600

иг.З