Теплові процеси

Температура стінок реактора

Перепад тиску на каталізаторі

Перепад температури по висоті реактора

Кратність циркуляції водневмісного газу

Тиск в реакторах

Тиск в реакторах залежить від типу каталізатора і складає до 4 МПа для алюмоплатинового каталізатора та 1,5...2,0 МПа для бі- і поліметалевих каталізаторів. При підвищенні тиску різко знижується газо - та коксоутворення. Водночас, збільшення тиску сповільнює реакції ароматизації, що призводить до зниження октанового числа бензинів. Тиск в реакторах регулюється автоматично клапаном, який встановлюється на лінії виводу газоподібних продуктів із реакторів.

Кратність циркуляції ВВГ — це об'єм водневмісного газу, що подається на одиницю об'єму сировини за нормальних умов. Крат­ність циркуляції ВВГ коливається в межах 900... 1500 м³/м³. Розбав­лення парів сировини воднем запобігає закоксовуванню каталізатора і сприяє збільшенню тривалості роботи каталізатора. З іншого боку, збільшення кратності циркуляції ВВГ пов'язане із зростанням енергетичних затрат на експлуатацію установки риформінгу. Кратність циркуляції ВВГ регулюється об'ємом ВВГ, що додається до сировини.

Температурний перепад по висоті реактора служить характеристикою активності каталізатора. По мірі відпрацювання каталізатора, відкладенню коксу на ньому, зниженню концентрацію водню у циркулюючому ВВГ перепад температур по висоті реактора зменшується. Перепад температури підтримується в межах 10°С і контролюється п'ятьма термопарами.

На шарі каталізатора існує завжди перепад тиску, який викликаний гідравлічним опором каталізатора. Зменшення або відсутність перепаду тиску свідчить про те, що в шарі каталізатора утворилися канали по яких рухаються пари сиро-винно-водневої суміші. Ця суміш проходить через каталізатор без суттєвої зміни структури, що є небажаним. Перепад тиску на каталізаторі контролюється дифманометром.

За допомогою термопар проводиться постійний контроль температури стінок реактора. Це пов'язано з тим, що при температурі вище 260°С водень починає розчинятися у металі і змінює його структуру. Внаслідок цього матеріал стінок реактора втрачає свої початкові властивості і можливе утворення мікротріщин, через які проходить водневмісний газ.

До теплових процесів відносяться процеси, основну роль в яких виконують безпосередньо теплообмінники змішування, кожухотрубні, трубчасті печі. Такі процеси в нафтопереробній промисловості зустрічаються значно рідше, ніж масообмінні процеси та процеси з хімічними реакторами.

Промислова піч є теплотехнологічним агрегатом, тобто пристроєм, в якому здійснюється технологічний процес, пов'язаний з тепловою обробкою матеріалу. Формально печі розрізняють по технологічній ознаці, хоча вона часто не характеризує їх теплотехнічні особливості. Оскільки піч служить для теплової обробки матеріалу, в основу класифікації слід покласти процеси генерації і передачі тепла, що визначаються перш за все первинним джерелом енергії. Для більшості промислових печей таким є паливо, хімічна енергія якого трансформується в теплоту продуктів згорання. Використовується також електроенергія при різних способах генерації тепла (дуговий, індукційний, опором прямої і побічної дії і ін.).

Багато технологічних процесів протікають з виділенням тепла, завдяки чому первинною стає хімічна енергія початкових матеріалів. Прикладом установок, званих автогенними, в яких реалізуються такі процеси, є кисневі конвертери.

Залежно від джерела первинної енергії різні і способи нагріву. По цій ознаці виділяють печі-теплообмінники і печі-теплогенератори. По-перше матеріал нагрівається в результаті передачі тепла до поверхні (зовнішній теплообмін) і його розповсюдження по масі тіла (внутрішній теплообмін). У установках другого типу зовнішній теплообмін відсутній, оскільки генерація тепла відбувається в матеріалі, що нагрівається.

До першої групи відносяться паливні печі, теплоносієм в яких є продукти згорання палива, а також електричні печі опору побічної дії, де тепло генерується і передається випромінювачами (резисторами).

До другої групи належать електричні печі опору прямої дії і індукційні, а також автогенні установки.

Зовнішній теплообмін може здійснюватися радіацією (випромінюванням), конвекцією або сумісно двома способами, залежно від чого печі класифікують і по цій ознаці. В установках для нагріву кускового і зернистого матеріалу в шарі теплообмін відрізняється певною специфікою, у зв'язку з чим такий режим (шаровий) доцільно виділити особливо.

У промислових печах початковий матеріал звичайно є твердим. Його обробка включає нагрів, випалення, сушку і інші процеси, що не змінюють агрегатного стану продукту. Якщо останній знаходиться в рідкій фазі, то процес супроводжується плавленням, і такі установки називаються плавильними.

Велике значення має режим роботи печей, який може бути безперервним і періодичним. Безперервні печі зазвичай прохідні, матеріал в них рухається уздовж робочого простору від місця завантаження до видачі, поступово нагріваючись. В установках періодичної дії вироби подаються в піч, обробляються в ній (при цьому вони не переміщаються) і вивантажуються після закінчення процесу.

Паливні металургійні печі відрізняються високими температурами газів, є, як правило, підігрів повітря, при цьому залежно від типу повітронагрівачів розрізняють печі рекуперативні і регенеративні. Розімкнена схема включає казани-утилізатори для отримання пари. Продукти горіння відводяться з печі в результаті розрідження, створюваного димарем (природна тяга) або димососом (штучна тяга). Перший спосіб застосовується при відносно високій температурі газів (400°С), що відходять, другий - при нижчих їх значеннях. Можлива також робота печей під тиском в робочому просторі (доменні печі).

Робочий простір пічної установки є камерою тієї або іншої конфігурації, захищеною вогнетривкою кладкою. У значному, звичайно більшому, його об'ємі здійснюються процеси генерації тепла і руху продуктів згорання. Цю частину робочого простору називають газовою зоною. Решта об'єму, зайнятого матеріалом, є технологічною зоною. У ній відбуваються тепло-технологічні процеси теплової обробки матеріалу.

У безперервних печах можлива наявність декількох газових і технологічних зон з різним температурним режимом. Газові і технологічні зони звичайно стикуються на поверхні виробів, що нагріваються, або займають загальний об'єм (у шарових печах).

У пічну установку входять також пристрої для видалення продуктів згорання (димові канали, димососи, димарі); використовування теплоти газів, що відходять (рекуператори або регенератори, казани-утилізатори і ін.); регулювання і вимірювання витрати палива і повітря, тиск в камері і інших параметрів; завантаження і видачі матеріалу, відкриття і закриття робочих вікон і ін.

Дата добавления: 2014-01-07