[go: up one dir, main page]

SU594626A1 - Method of performing chemical reactions - Google Patents

Method of performing chemical reactions Download PDF

Info

Publication number
SU594626A1
SU594626A1 SU762350513A SU2350513A SU594626A1 SU 594626 A1 SU594626 A1 SU 594626A1 SU 762350513 A SU762350513 A SU 762350513A SU 2350513 A SU2350513 A SU 2350513A SU 594626 A1 SU594626 A1 SU 594626A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
catalyst
layer
size
reaction
layers
Prior art date
Application number
SU762350513A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
М.Х. Сосна
И.В. Мейтин
Е.З. Каждан
В.П. Семенов
Original Assignee
Предприятие П/Я Р-6603
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Предприятие П/Я Р-6603 filed Critical Предприятие П/Я Р-6603
Priority to SU762350513A priority Critical patent/SU594626A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU594626A1 publication Critical patent/SU594626A1/en

Links

Landscapes

  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

диальном направлении поток газа существует и развиваетс  по высоте каждого сло  катализатора, следовательно, увеличиваетс  скорость переноса тепла и средн   по сечению трубы температура газа, кроме того, увеличиваетс  скорость переноса исходного газа в зону реакции, продуктов реакции из зоны реакции, а тепла в зону реакции.In the diagonal direction, a gas flow exists and develops along the height of each catalyst layer, therefore, the rate of heat transfer increases and the gas cross section averages across the pipe. In addition, the rate of transfer of the source gas to the reaction zone, reaction products from the reaction zone, and heat to the reaction zone increases. .

Пример 1. В реакционную трубу диаметром 98 мм и высотой 8 м трубчатой печи загружают кольцевидный никелевый катализатор с наружным диаметром 10 мм, 15 мм, 20 мм по квазисинусоидальному закону . Слои катализатора каждого размера высотой 400 мм загружают в следующем пор дке:Example 1. A annular nickel catalyst with an outer diameter of 10 mm, 15 mm, 20 mm is loaded into the reaction tube with a diameter of 98 mm and a height of 8 m of a tubular furnace according to a quasi-sinusoidal law. Catalyst layers of each size with a height of 400 mm are loaded in the following order:

1-й слой - гранулы с наружным диаметром 10 мм; 2-й слой - 15 мм; 3-й слой - 20 мм; 4-й слой - 15 мм; 5-й слой - 10 мм; 6-й слой - 15 мм; 7-й слой - 20мм и.т. д:1st layer - granules with an outer diameter of 10 mm; 2nd layer - 15 mm; 3rd layer - 20 mm; 4th layer - 15 mm; 5th layer - 10 mm; 6th layer - 15 mm; 7th layer - 20mm it.t. d:

Всего загружают 20 слоев катализатора.Total load 20 layers of catalyst.

Предлагаема  многослойна  загрузка, Б которой чередуютс  слои с гранулами 3-х размеров, обеспечивает прерывание каналов в местах контакта соседних слоев и позвол ет не допустить образование сквозных каналов по всей длине трубы.The proposed multilayer loading, which alternates layers with granules of 3 sizes, ensures interruption of the channels at the points of contact of adjacent layers and prevents the formation of through channels along the entire length of the pipe.

В реакционную трубу подают смесь метана и вод ного пара при 480° С и соотношении парогазовой смеси 4:1. Расход метана составл ет 95 . Газова  смесь проходит последовательно через 1-й слой катализатора, 2-й слой, 3-й слой, 4-й слой и т. д. 20 слоев катализатора.A mixture of methane and water vapor at 480 ° C and a vapor-gas ratio of 4: 1 is fed into the reaction tube. Methane consumption is 95. The gas mixture passes sequentially through the 1st catalyst bed, the 2nd layer, the 3rd layer, the 4th layer, and so on. 20 catalyst layers.

Гидравлическое сопротивление 4acTeiJ слоев, расположенных ближе к оси трубы, измен етс  от сло  к слою намного меньше , чем частей слоев, наход щихс  у стенки трубы. Чем больше диаметр гранул, тем это сопротивление частей слоев, наход щихс  у стенки трубы, меньше. Поэтому при переходе газовой смеси из первого сло  во второй и далее по мере ее движени  по второму слою газова  смесь движетс  в радиальном направлении к стенке трубы. При переходе газовой смеси в третий слой и далее при ее движени  в третьем слое смесь продолжает двигатьс  в радиальном направлении к стенке трубь, а расход газовой смеси ближе к оси трубы и у стенки достигает минимальной и максимальной величины соответственно. Благодар  этому радиальному движению газа происходит перемешивание потоков более холодных частей газовой смеси, наход щихс  ближе к оси трубы, с потоками более гор чими , расположенными у стенки трубы.The hydraulic resistance of the 4acTeiJ layers located closer to the pipe axis varies from layer to layer much less than the parts of the layers located at the pipe wall. The larger the diameter of the granules, the smaller the resistance of the parts of the layers located at the pipe wall. Therefore, when the gas mixture passes from the first layer to the second layer and further as it moves along the second layer, the gas mixture moves in the radial direction to the pipe wall. When the gas mixture passes into the third layer and then as it moves in the third layer, the mixture continues to move radially to the wall of the pipe, and the flow rate of the gas mixture closer to the pipe axis and near the wall reaches its minimum and maximum values, respectively. Due to this radial movement of the gas, the flows of the colder parts of the gas mixture, which are closer to the pipe axis, are mixed with the hotter ones located at the pipe wall.

Скорость переноса тепла увеличиваетс , поэтому увеличиваетс  средн   температура газовой смеси, вследствие чего растет степень химического реагировани . Кроме того, перемешивание газовой смеси, благодар  движению газовой смеси в радиальном направлении, приводит к тому, что растет скорость процесса переноса продуктов реакции из зоны реакции и в зону реакции газовой смеси и увеличиваетс  скорость переноса тепла в зону реакции. При дальнейшем движении газовой смеси в четвертом , п том и шестом сло х возникает и развиваетс  движение газа в радиальном направлении от стенки трубы к оси. ПриThe rate of heat transfer increases, so the average temperature of the gas mixture increases, as a result of which the degree of chemical reaction increases. In addition, mixing the gas mixture, due to the movement of the gas mixture in the radial direction, leads to an increase in the rate of transfer of the reaction products from the reaction zone and into the reaction zone of the gas mixture and an increase in the rate of heat transfer to the reaction zone. Upon further movement of the gas mixture in the fourth, fifth, and sixth layers, gas begins and develops in the radial direction from the pipe wall to the axis. With

этом вли ние на конверсию метана радиального движени  газовой смеси от стенки трубы к оси аналогично движению газовой смеси к стенке трубы.This effect on the conversion of methane radial movement of the gas mixture from the pipe wall to the axis is similar to the movement of the gas mixture to the pipe wall.

В следующих сло х газова  смесь также мен ет свое направление аналогично описанному. Из 20-го сло  катализатора газова  смесь выходит с температурой 800° С, давлением 25 ати и составом,. %: 3,47 СН4; 6,13 СОг; 43,2 ПзО; 41,5 На; 5,68 СО.In the following layers, the gas mixture also changes its direction as described. From the 20th layer of the catalyst gas mixture comes out with a temperature of 800 ° C, a pressure of 25 MPa and composition. %: 3.47 CH4; 6.13 CO2; 43.2 PzO; 41.5 On; 5.68 SB.

Указанный способ по сравнению с аналого .м при том же расходе метана, отношении парогазовой смеси и при тех же услови х парогазовой смеси на входе в реакционную трубу обеспечивает повышениеThis method compared with the analog. M with the same consumption of methane, the ratio of the gas-vapor mixture and under the same conditions of the gas-vapor mixture at the entrance to the reaction tube provides an increase

выхода водорода на 4 об. %, и уменьшение содержани  остаточного метана наhydrogen output at 4 vol. % and a decrease in the residual methane content

2об.%, что говорит о значительном увеличении степени химического реагировани  и соответственно производительности по водороду . 2%, which indicates a significant increase in the degree of chemical reaction and, accordingly, the performance of hydrogen.

Пример 2. Интенсификаци  процессов тепло- и массообмена имеет место и при проведении реакции каталитического превращени  пропилена в акролеин в трубе , загруженной чередующимис  сло ми сферического катализатора.Example 2. The intensification of the processes of heat and mass transfer also takes place during the reaction of the catalytic conversion of propylene to acrolein in a tube loaded with alternating layers of a spherical catalyst.

В трубу с внутренним диаметром 20 ммIn a pipe with an internal diameter of 20 mm

загрузили 35 слоев катализатора вьшотойhave loaded 35 layers of catalyst

по, 100 мм следующих размеров:by, 100 mm of the following sizes:

1-й слой - 3 мм; 2-й слой - 4 мм; 3-й1st layer - 3 mm; 2nd layer - 4 mm; 3rd

слой - 6 мм; 4-й слой - 4 мм; 5-й слой -layer - 6 mm; 4th layer - 4 mm; 5th layer -

3мм; 6-й слой - 4 мм и т. д.3mm; 6th layer - 4 mm, etc.

Давление и температура газовой смеси на входе в трубу - 4 ати и 250° С. Состав смеси на входе, вес. %: 92,8 СзНб и 2,7 Og. Весовой расход смеси 35500 кг/ч м2.The pressure and temperature of the gas mixture at the inlet to the pipe is 4 MPa and 250 ° C. The composition of the mixture at the inlet, weight. %: 92.8 SzNb and 2.7 Og. Weight consumption of the mixture is 35,500 kg / h m2.

Состав на выходе из трубы, загруженной чередующимис  сло ми катализатора, сравнивалс  с аналогичным составом при однослойной загрузке катализатора размером 4 мм в трубу того же диаметра при тех же услови х на входе в трубу.The composition at the exit of the pipe loaded with alternating catalyst layers was compared with the same composition with a single-layer catalyst loading of 4 mm in size in a pipe of the same diameter under the same conditions at the entrance to the pipe.

Количество остаточного кислорода наThe amount of residual oxygen on

выходе из трубы при многослойной загрузке 4,54%, а при однослойной загрузкеat the exit of the pipe with multilayer loading 4.54%, and with single-layer loading

4,78%4.78%

Claims (2)

Уменьшение процента остаточного кислорода объ сн етс  так же, как и в предыдущем примере: при переходе от сло  катализатора одного размера к слою катализатора другого размера происходит смешение более гор чих потоков реагирующей смеси с более холодными, увеличиваетс  средн   (по сечению) температура смеси, увеличиБаютс  скорости химических реакций и 5 процессов тепло- и массопереноса. Все это приБодит к увеличению степени химического реагировани . Формула изобретени 5 Способ проведени  химической реакции путем пропускани  газа через многослойный катализатор с изменением размера гранул по сло м в реакционной трубе, от-10 личающийс  тем, что, с целью повышени  удельной производительности и выхода целевого продукта, изменение размера гранул катализатора в последовательных 59462 6 6 сло х по ходу газа осуществл ют по квазисинусоидальному закону, причем высота каждого сло  гранул катализатора составл ет не более 2-5% общей длины реакционной трубы, но не менее дес ти размеров наименьших гранул катализатора. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе: 1. Вакк Э. Г. и Семенов В. П. Каталитическа  конверси  углеводородов в трубчатых печах. М., «Хими , 1973. The decrease in the percentage of residual oxygen is explained in the same way as in the previous example: when going from a catalyst bed of the same size to a catalyst bed of a different size, the hotter flows of the reaction mixture are mixed with the colder ones, the average (over the cross section) temperature of the mixture increases, the temperatures increase. chemical reaction rates and 5 processes of heat and mass transfer. All this leads to an increase in the degree of chemical reaction. Claim 5 A method of conducting a chemical reaction by passing a gas through a multilayer catalyst with varying the size of the granules in layers in the reaction tube, which differs from -10 in order to increase the specific productivity and yield of the target product, changing the size of the catalyst granules in sequential 59462 6 6 layers along the gas flow are carried out according to a quasi-sinusoidal law, and the height of each layer of catalyst granules is no more than 2-5% of the total length of the reaction tube, but not less than ten sizes catalyst pellets. Sources of information taken into account in the examination: 1. Vakk E. G. and Semenov V. P. Catalytic conversion of hydrocarbons in tube furnaces. M., “Himi, 1973. 2. Патент США № 2006078, кл. 23-288, 25.06.35.2. US patent No. 2006078, CL. 23-288, 06.25.35.
SU762350513A 1976-04-09 1976-04-09 Method of performing chemical reactions SU594626A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU762350513A SU594626A1 (en) 1976-04-09 1976-04-09 Method of performing chemical reactions

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU762350513A SU594626A1 (en) 1976-04-09 1976-04-09 Method of performing chemical reactions

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU594626A1 true SU594626A1 (en) 1982-01-07

Family

ID=20657944

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU762350513A SU594626A1 (en) 1976-04-09 1976-04-09 Method of performing chemical reactions

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU594626A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2646601C2 (en) * 2014-04-24 2018-03-06 Клариант Интернэшнл Лтд Catalytic configuration with optimized porosity for production of phthalic anhydride

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2646601C2 (en) * 2014-04-24 2018-03-06 Клариант Интернэшнл Лтд Catalytic configuration with optimized porosity for production of phthalic anhydride

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7846417B2 (en) Maximum reaction rate converter process for exothermic reactions
TW579421B (en) Flow reactors for chemical conversions with heterogeneous catalysts
US5449848A (en) Dehydrogenation process
US8088344B2 (en) Rod-shaped inserts in reactor tubes
US20100092898A1 (en) Chemical Looping Combustion
NO300117B1 (en) Reactor for dehydrogenation of hydrocarbons with selective oxidation of hydrogen
RU2005132643A (en) METHOD FOR PRODUCING HYDROCARBONS AND A DEVICE FOR PRODUCING HYDROCARBONS FROM SYNTHESIS-GAS
RU2117626C1 (en) Reactor for production of synthesis-gas and method for its production
CN100447116C (en) Preparation of at least one partial oxidation and/or ammoxidation product of a hydrocarbon
SA95160426B1 (en) oxychlorination ethylene
CN1208300C (en) Method for preparing maleic anhydride by catalytic gas phase oxidation
US5084247A (en) Apparatus for performing catalytic reactions
Rodriguez et al. Oxidative dehydrogenation of ethane to ethylene in a membrane reactor: A theoretical study
CN1274646C (en) Isothermal method for dehydrogenating alkanes
SU594626A1 (en) Method of performing chemical reactions
KR20070004845A (en) Catalyst used for oxidation reaction of hydrogen, and dehydrogenation method of hydrocarbon
JP2013107873A (en) Method for producing propylene oxide
Zandhaghighi et al. Applying a new configuration for thermal integration of ethane cracking and CLC processes to enhance the ethylene and hydrogen productions
CN110237778A (en) A kind of isothermal reactor for convenient replacement of catalyst and process method thereof
CN104419453B (en) A kind of method of many unsaturated hydrocarbon selective hydrogenations
Voge et al. Effect of catalyst particle size on selectivity in butene dehydrogenation
KR100241085B1 (en) Oxychlorination of ethylene in two stage fixed-bed reactor
US20150336064A1 (en) Efficient fixed bed platform for production of ethylene oxide by partial oxidation of ethylene using catalyst of wide selectivity
CN102649540A (en) Monolithic catalyst reactor and application of monolithic catalyst reactor to synthesis gas preparation through natural gas reforming
KR101257411B1 (en) Method for production of (meth)acrylic acid