СОДЕРЖАНИЕ
1. Описание технологии
2. Общие требования к проектированию
3. Особенности проектирования
1. ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ
Возможно вы искали - Курсовая работа: Пиролиз дихлорэтана в печах
Большинство научных теоретических разработок прикладного характера требует своей проверки и подтверждения на практике. Исследования проводят с цепью усовершенствования технологии получения целевого продукта, его анализа, испытания и выдачи данных для проектирования промышленной установки: реакторов, машин, вспомогательных аппаратов, КИПа и автоматики. Это важное промежуточное звено исследований между теоретическими изысканиями и их промышленным оформлением осуществляется на опытных (лабораторных) установках.
Опытные установки классифицируют по назначению на лабораторные, опытные (пилотные), полузаводские, опытно-промышленные; по рабочему давлению - на установки низкого (до 0,7 МПа), среднего (0,7-10 МПа) и высокого (10 и более МПа) давления.В установках могут применяться как инертные среды, так и едкие, ядовитые, пожароопасные и взрывоопасные вещества.
Опытные установки, на которых проводятся исследования при давлениях до 1 МПа, изготавливают в основном из стекла. Эти установки компактны, изящны, монтаж их прост, они не требуют много места и специальных приспособлений, обеспечивающих безопасность их обслуживания. С увеличением рабочего давления в системе установки, все ее детали изготавливаются из металла, повышение давления увеличивает металлоемкость установок.
В дальнейшем будут рассматриваться опытные установки, работающие под высоким давлением, которые предназначены для определения основных условий протекания реакций, вновь создаваемых процессов; проведения различных аналитических работ и моделирования новых и совершенствуемых процессов; получения данных для оценки процесса и составления регламента для проектирования промышленных установок; для получения небольших партий основных и побочных продуктов исследуемых процессов.
Эти установки чрезвычайно разнообразны, поскольку различны задачи, для решения которых они предназначены.
Похожий материал - Контрольная работа: Пищевая реология: основы методики расчета реологических характеристик, полученных на ротационных вискозиметрах
Установки представляют собой комплекс различной аппаратуры, которые по своему характеру могут быть разделены на несколько определенных типов: аппараты, в которых проводятся основные реакции - реакторы; вспомогательные аппараты: сепараторы, фильтры, смазкоотделители, приемники продукта, рессиверы, газгольдеры и т. д.; машины для создания высокого давления - компрессоры, насосы, мультипликаторы; арматура и трубопроводы; КИП и автоматика.
Эти установки должны иметь минимально возможные размеры, быть максимально маневренными по основным параметрам процесса; давлению, температуре, концентрации исходных веществ, времени пребывания реакционной смеси в реакционном аппарате, степени перемешивания и др. Технологическая схема должна быть максимально проста и легко изменяема для изучения различных аспектов процесса; вспомогательные операции должны использовать ранее освоенные с достаточной надежностью аппараты для нагрева, очистки, разделения и др.; установка должна быть максимально обеспечена современными контрольно-измерительными приборами и, по возможности, автоматизирована, особенно ее отдельные узлы, наиболее ответственные.
Перед началом работ и выбором установки, необходимо установить, какой процесс на ней будет осуществляться - периодический или непрерывный. Преимущество того или другого зависит от большого числа как технических, так и экономических факторов. В промышленности есть процессы непрерывные, есть периодические.
Непрерывные процессы более выгодны для производства крупного масштаба, они быстро окупаются, и качество продукта часто выше, чем при периодическом, что обусловлено лучшим регулированием оптимальных условий реакции. Периодический процесс может быть использован при получении небольших партий продукта. При поисковых работах в лабораториях и на опытных установках чаще применяются установки периодического действия. В остальных случаях - непрерывные.
Решающими в выборе масштаба установки, особенно реакционных аппаратов, являются такие характеристики, как время пребывания в них сырья и продуктов, объемные скорости потоков, массообмен, гидродинамические показатели (вводы сырья, соотношение диаметра к длине, общий объем, линейные скорости среды и т. д.). Вся установка, работающая под высоким давлением, должна быть абсолютно герметична, особенно при работе с ядовитыми или огнеопасными и взрывоопасными веществами; при изготовлении аппаратуры, арматуры и машин, должны применяться материалы в соответствии с Правилами устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением.Таким образом, при выполнении всех перечисленных выше условий, может быть создана установка высокого давления, позволяющая получать воспроизводимые и достоверные экспериментальные данные, что позволит ускорить проведение научно-исследовательских работ при планировании экспериментов и использовании для обработки результатов экспериментов математических методов.
Очень интересно - Реферат: Підвищення довговічності деталей нанесенням зносостійких покриттів плазмово-порошковим методом
2. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ПРОЕКТИРОВАНИЮ
Многообразие процессов гидрогенизации, протекающих при высоком давлении водорода и высокой температуре в присутствии различных твердых катализаторов, требует если не большого разнообразия технологических установок, то, во всяком случае, большой гибкости их схем.
Выбор схемы определяется задачами предстоящих исследований и характером протекания реакций. При этом необходимо знать хотя бы некоторые особенности предстоящих реакций: отрицательный тепловой эффект реакций расщепления гидрокрекинга, как правило, перекрывается положительным эффектом реакций гидрирования, следовательно, в процессе гидрокрекинга обогащенного водородом сырья иногда, возможно, не потребуется отвод тепла. При гидрокрекинге вторичных остатков, которые бедны водородом, должны протекать реакции преимущественно экзотермические, и необходим отвод тепла и т.п.
Разным конструкциям реакционных устройств присущи различные гидродинамические режимы, интенсивность подвода и отвода тепла, реагентов, продуктов превращения, эффективности контактирования гетерогенных фаз, способы поддержания активности и селективности катализатора, системы автоматизации и т. д. Поэтому при моделировании будущих реакционных устройств на опытных установках необходимо учитывать все аспекты проведения предстоящих процессов.
Не все исследования, связанные с масштабностью реакционных устройств, можно успешно проводить на пилотных установках. В промышленных реакторах большого диаметра нередко самопроизвольно устанавливается внутренняя частичная циркуляция отдельных реакционных потоков, возможны противоток компонентов и рециркуляция не превращенного сырья или отдельных реагентов и т.п., что приводит к неравномерному распределению концентраций в реакционных потоках. Поэтому для более глубокого исследования процессов в некоторых случаях необходимо проводить работу на установках опытно-промышленных или полузаводских.
Вам будет интересно - Реферат: Підвищення довговічності лап культиваторів композиційними покриттями перемінного складу
Рассматриваемые здесь установки могут работать по схеме, с рециклом водородсодержащего газа в системе и без рецикла, на потоке, т. е. со сдувом его после отделения жидкой фазы и очистки от сероводорода в атмосферу. Возможна также и частичная отдувка для поддержания соответствующих концентраций в газе.В некоторых схемах предусматривается проведение процессов как в жидкой фазе, так и в паровой, при этом сырье подается в реакционное устройство снизу или сверху соответственно.
3. ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
Работы на опытных установках включают три стадии: подготовка сырья (сжатие), проведение целевой реакции - гидрогенизации и разделение жидких и газообразных продуктов реакции с очисткой их от сероводорода.
3.1 Подготовка сырья – сжатие
Водород на установки поступает в баллонах объемом 40 л при 15,0 МПа (6 нм газа), откуда поступает в коллектор, а затем через редуктор в ресивер 2 - сварной сосуд объемом 80 л, рассчитанный на рабочее давление 0,5 МПа. В процессе работы в нем поддерживается 0,05 МПа.
Похожий материал - Реферат: Підвищення ефективності експлуатації свердел під час обробки композиційних матеріалів
Безопасная работа аппарата обеспечивается установленным на его верхнем днище предохранительным клапаном игольчатого типа. Контроль за давлением в нем осуществляется указывающим манометром. Назначение ресивера - обеспечить постоянство потока и напора газа во всасывающем трубопроводе компрессора. Давление на всосе компрессора поддерживается 0,05 МПа. При необходимости газ из баллонов может сбрасываться в газгольдер 3 и из него забираться компрессором. Во время проведения балансовых опытов газгольдер используют для сбора газов из системы установки.Сжатый в компрессоре 5 водород обычно до 30 МПа проходит очистку от смазки в смазкоотделителе 6, который представляет собой точеный сосуд высокого давления объемом 5 л, рассчитанный на давление 30 МПа при 298 К. Водород в аппарат поступает сверху по внутренней, опущенной вниз трубке. Смазка сливается снизу до проскока газа (во избежание переполнения аппарата). Очищенный от смазки водород поступает в буферную батарею 7 (аккумулятор газа), чтобы обеспечить запас газа.
Батарея может состоять из двух, трех и более однотипных аппаратов объемом 15 л на давление 35 МПа при нормальной температуре. На батарее монтируется манометр и предохранительный клапан разрывного типа. Компрессоры размещают в специальном помещении, машинном зале, буферную батарею и ресивер - отдельно, в помещении со своей местной вентиляцией или в пристройке к зданию. В машинном зале устанавливают сырьевые и циркуляционные насосы.
Из буферной батареи водород по необходимости забирается на установки в бехельтеры, устанавливаемые в специальных кабинах вместе с другим технологическим оборудованием данной установки, работающим под высоким давлением.
