Тема 4.2 Реакторные устройства

Студент должен

знать:

- классификацию и устройство реакторов каталитического крекинга, алкилирования, полимеризации, каталитического риформинга;

- особенности конструкции реакторов различного назначения;

- принципы расчета реакторов.

уметь:

- рассчитывать реакторы идеального смешения и идеального вытеснения;

- рассчитывать реактор каталитического крекинга.

При изучении данной темы обратите внимание на то, что теплообмен в промышленных реакторах может быть непрерывным или ступенчатым. Он может осуществляться через поверхность теплообмена и с применением теплоагентов смешения. Нужно уяснить, что если проводимая реакция экзотермична, и необходим отвод тепла или, наоборот, эндотермична и требуется подвод тепла, то последний осуществляется рециркуляцией не превращенного сырья или же промежуточным охлаждением или нагревом. Подвод или отвод тепла может также осуществляться путем смешения с катализаторами и теплоносителями или теплоотводящими агентами, а иногда путем испарения в зоне реакции части сырья или других агентов.

Вопросы для самоконтроля

1. Как можно классифицировать реакторы?

2. Как устроены реакторы с перемешивающими устройствами?

3. Какие процессы называются сменно-циклическими? Приведите примеры.

4. Как устроен реактор каталитического крекинга с движущимся шариковым катализатором?

5. Нарисуйте схему реакторного блока с соосным расположением реактора и регенератора.

6. Как устроен и как работает реактор риформинга с радиальным вводом сырья?

7. Каково устройство и принцип работы змеевикового реактора полимеризации?

8. Объясните устройство и принцип работы вертикального реактора сернокислотного алкилирования.

9. Объясните устройство и принцип работы каскадного реактора сернокислотного алкилирования.

3. Курсовое проектирование

Заключительным этапом изучения дисциплины "Процессы и аппараты" является выполнение курсового проекта. Во время курсового проектирования студенты закрепляют навыки самостоятельной работы по расчёту нефтезаводского оборудования, выбору эффективно действующего на данном производстве аппарата. При расчёте курсового проекта студенты должны пользоваться действующими ГОСТами, каталогами и другой нормативно-справочной литературой. Все расчёты выполняются в Международной системе единиц (СИ).

Курсовой проект включает в себя расчетно- пояснительную записку (15 - 20 листов) и чертежи (1 лист формата А1). Состав текстовой и графической частей определяется выданным заданием на курсовое проектирование. Содержание и объём расчётов определяются заданием на курсовое проектирование. В задании указывается наименование проектируемого аппарата и процесса, производительность аппарата и исходные данные для проектирования (среда, теплоноситель, параметры процесса и т.п.).

Цель проектирования – выполнение расчета, на основании которого производится окончательный выбор типа и конструкции аппарата, определение его размеров и выполнение чертежа аппарата.

В расчётно-пояснительной записке приводятся теоретические основы процесса, физико-химические свойства сырья и продуктов, показывается место аппарата в технологической схеме или описывается технологическая схема блока, даётся обоснование конструкции выбранного аппарата на основании сравнительных данных, приводятся технологический и гидравлический расчёты аппарата. Для аппаратов массообменных процессов выполняется также тепловой расчет.

Необходимо помнить, что существует два вида технологических расчетов: конструкторский (проектный) и поверочный.

Конструкторский расчет производится при проектировании аппарата. Его цель определить конструктивные размеры.

Поверочные расчет выполняется для выявления возможности использования имеющихся или стандартных аппаратов для технологического процесса.

В данном курсовом проекте необходимо выполнить конструкторский (проектный) расчет.

Графическая часть включает в себя общий вид аппарата с разрезами, сечениями, изображаются детали и узлы аппарата. При необходимости выполняется технологическая схема узла, где установлен проектируемый аппарат.

Расчётная часть проекта должна составлять не менее 2/3 общего объёма проекта.

Для расчёта в курсовом проекте могут предложены аппараты:

- абсорбер барботажный;

- абсорбер насадочный;

- адсорбер;

- теплообменник «труба в трубе»;

- теплообменник кожухотрубный;

- теплообменник спиральный;

- аппарат воздушного охлаждения;

- холодильник-конденсатор;

- испаритель горизонтальный;

- пленочный испаритель с падающей пленкой;

- пленочный испаритель с восходящей пленкой;

- выпарной аппарат;

- ректификационная колонна;

- трубчатая печь и другие.

Оформление пояснительной записки осуществляется в соответствии с требованиями стандартов ЕСКД и Стандарта колледжа. Расчетно-пояснительную записку оформляют на листах формата 210х297 мм; запись ведут на одной стороне листа. Первая страница записки является титульным листом; вторым листом оформляется задание, а на следующем (являющемся вторым листом пояснительной записки) – содержание. Затем следует технологическая часть, а за ней расчетная.

При оформлении расчетной части необходимо: выписать расчетное уравнение, все обозначения величин, входящих в уравнение; подставить числовые данные и дать расчет; поставить размерность величин окончательного результата.

Пояснительная записка завершается краткими выводами, которые включают техническую характеристику проектируемого аппарата, оценку его эффективности и преимуществ. В конце записки приводится список использованных источников.

Список рекомендуемой литературы для курсового проектирования:

1. Кувшинский М.Н., Соболева А.П. Курсовое проектирование по предмету «Процессы и аппараты химической промышленности».-М.:Высшая школа, 2012.- 223 с.

2. Леонтьева А.И. Оборудование химических производств.- М.: Химия КолосС, 2010.-479с.

3. Адельсон С.В. Процессы и аппараты нефтепереработки и нефтехимии. – М.:Химия, 2010.-310 с.

4. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии.- Л.: Химия, 2013.-576 с.

5. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии.- М.:Химия, 2012.-816 с.

6. Рамм В.М. Абсорбция газов. - М.: Химия, 2013. - 768 с.

7. Дытнерский Ю.И. Основыне процессы и аппараты химической технологии.- М.:Химия, 2011.-427 с.