เครื่องปฏิกิริยาโรงงานเคมีคืออะไร หลักการ ประเภทและการใช้งาน

ตอบคําถามหลัก:เครื่องปฏิกิริยาโรงงานเคมีคืออะไร และมันแตกต่างจาก เครื่องปฏิกิริยาในห้องปฏิบัติการหรือขนาดทดลองอย่างไร?เครื่องปฏิกิริยาโรงงานเคมี คือ เครื่องปฏิกิริยาขนาดการผลิตที่ออกแบบมาเพื่อแปรรูปวัสดุแพร่เป็นผลิตภัณฑ์เคมีในอัตราการผลิตอุตสาหกรรม โดยปกติจะตั้งแต่ 1,000 ถึง 100,000+ ตันต่อปี.ไม่เหมือนกับเรอคเตอร์ห้องปฏิบัติการ (0.1 ละ 10 ลิตร) ที่ปรับปรุงให้มีความยืดหยุ่น และเรอคเตอร์ทดลอง (10 ละ 1,000 ลิตร) ที่ปรับปรุงให้มีความเหมาะสมในการรับรองขนาดหน่วยปฏิกิริยาโรงงานเคมีถูกออกแบบให้ทํางานอย่างต่อเนื่องหรือแบบแคมเปญ โดยมีความน่าเชื่อถือสูงสุด, ค่าดําเนินงานต่ําสุด และความปลอดภัยและสิ่งแวดล้อมอย่างเข้มงวดมีความดันการออกแบบจากบรรยากาศถึง 350 บาร์และอุณหภูมิการออกแบบจาก -100 °C ถึงมากกว่า 800 °C.

1หลักการปฏิบัติงานหลักของโรงงานเคมี

·** การปรับปรุงความเร็วและความเร็วในอวกาศ **เครื่องปฏิกิริยาโรงงานเคมีถูกออกแบบเพื่อให้ผลิตได้มากที่สุด (ปริมาณสินค้าเป็นตันต่อเมตรคิวบของปริมาณปฏิกิริยาต่อชั่วโมง)เมตรสําคัญคือ ความเร็วทางอวกาศต่อชั่วโมงของน้ําหนัก (WHSV = การไหลของน้ําหนักของอาหาร / น้ําหนักของอุปกรณ์เร่ง)ตัวอย่างเช่น ระบบปฏิกิริยาการสังเคราะห์อะโมเนียกที่ทํางานใน WHSV ของ 1.0 h−1 กับอะโมเนียก 50 ตันผลิตอะโมเนียก 50 ตัน/ชั่วโมงการปรับปรุง WHSV อุปทานผลผลผลผลิตกับอายุของตัวเร่งและการเลือก.

·**การรวมความร้อนและการฟื้นฟูพลังงาน**หน่วยปฏิกิริยาอุตสาหกรรมบูรณาการระบบการฟื้นฟูความร้อนเพื่อลดต้นทุนพลังงานให้น้อยที่สุด ซึ่งมักเป็น 30~60% ของต้นทุนการผลิตทั้งหมดHydrogenation) สร้างความร้อนระดับสูง กลับคืนมาในรูปของควาย (200~400°C) สําหรับการปั่นล่างสายหรือการผลิตพลังงานราคอเตอร์ Endothermic (การปรับปรุงควาย, การแตก) ใช้ความร้อนจากเตาอบสําหรับการทําความร้อนก่อนอาหาร การวิเคราะห์ pinch ระบุเครือข่ายแลกเปลี่ยนความร้อนที่ดีที่สุดการลดการใช้พลังงานทั้งหมดของโรงงาน 20~40%.

·** การจัดการและการฟื้นฟูอุปกรณ์เรือนกระตุ้น**เครื่องกระตุ้นที่แตกต่างกันในปฏิกิริยาโรงงานจะปิดการทํางานในเวลาที่ผ่านมาเนื่องจากการสกปรก, การซินเตอร์, หรือการเป็นพิษหนึ่งในระบบ และหนึ่งที่กําลังถูกปรับปรุงใหม่หรือเปลี่ยน)หน่วยปฏิกิริยาที่ใช้น้ําเหลวทําให้เกิดการฟื้นฟูตัวเรกตาซิสต์ต่อเนื่อง (CCR) โดยการกระจายตัวเรกตาซิสต์ระหว่างโซนปฏิกิริยาและโซนฟื้นฟูความยาวของวัฏจักรกระตุ้นจากชั่วโมง (FCC) ถึงปี (การสังเคราะห์อะโมเนียค), โดยมีอายุการใช้งานของตัวเร่งทั้งหมด 1 ‰ 10 ปี ก่อนการเปลี่ยน

2ประเภทหลักของโรงงานเคมี

·** ระบบปฏิกิริยาเรกตาลิสต์ที่ติดตั้ง **ถังแบบท่อที่บรรจุกับเม็ดกระตุ้นที่แข็งแรง ซึ่งกระแสสารปฏิกิริยาผ่านการออกแบบหลายท่อ (พัน ๆ ท่อ 25 ~ 50 มิลลิเมตร) ที่มีตัวเร่งในท่อและสารเย็นในเปลือกให้การทํางานแบบไอโซเทอร์มสําหรับปฏิกิริยาที่ร้อนมาก (เอธีเลนโอไซด์, phthalic anhydride) ผืนที่ติดตั้งแบบ adiabatic ด้วยการเย็นระหว่างระยะที่ใช้สําหรับ exotherms ปานกลาง (กรดซัลฟูริก, การสังเคราะห์ ammonia) ความจุการผลิต 50,000 500,000 ตัน / ปี

·** ระบบปฏิกิริยาที่ใช้น้ํา (FBR) **คาตัลไซส์ซอลิด (50 ‰ 300 μm) ถูกแขวนโดยการไหลของก๊าซขึ้น สร้างพื้นคล้ายกับของเหลวที่มีการสัมผัสก๊าซกับของแข็งอย่างเข้มข้นและการทํางานที่ใกล้เคียงกับความร้อน (± 2 ‰ 5 °C)ทําให้เกิดการฟื้นฟูตัวเร่งต่อเนื่อง และจัดการกับปฏิกิริยาที่ร้อนมากที่สร้างจุดร้อนในเตียงคงที่มาตรฐานสําหรับการกระแทกกระตุ้นของเหลว (FCC, กว้าง 10 ช่ 30 เมตร) การผลิตอะคริลอนิตรีลและพอลีเอธีเลนในกําลัง 100,000 ช่ 1000000 ตัน/ปี

·**โรงงานปฏิกิริยาถังขัดต่อเนื่อง (CSTR) **ภาชนะปรับปรุงขนาดใหญ่หนึ่งหรือมากกว่า (5100 m3) ที่ทํางานอย่างต่อเนื่องและการปรับปรุง. คาสเก็ดหลาย CSTR ประสบความสําเร็จในการแปลงที่สูงในขณะที่รักษาคุณภาพผลิตภัณฑ์ที่เหมือนกัน ความจุในการผลิตของ 10,000 ~ 200,000 ตัน / ปีต่อรถยนต์ปฏิกูล

ประเภทของปฏิกิริยาโรงงานเคมี แมตริกซ์การเปรียบเทียบ

คําถามที่พบบ่อย (FAQ)

ระยะเวลาการใช้งานของโรงงานเคมีประมาณเท่าไหร่?

ระบบปฏิกิริยาโรงงานเคมีถูกออกแบบให้ใช้งานได้ 20-30 ปี กระปุกปฏิกิริยาเอง (กระเป๋าความดัน) โดยทั่วไปใช้งานตลอดอายุการใช้งานของโรงงานด้วยการตรวจสอบภายในระยะเวลาตาม API 510องค์ประกอบภายใน (เครือข่ายรองรับกระตุ้น), ท่อถ่ายทอดความร้อน, เครื่องปั่น) อาจต้องเปลี่ยนทุก 5 ~ 15 ปี ขึ้นอยู่กับสภาพการใช้งาน

ความเร็วในอวกาศคืออะไร และมันส่งผลกระทบต่อการออกแบบตัวปฏิกิริยาอย่างไร

ความเร็วในอวกาศ (SV) คืออัตราส่วนของอัตราการไหลของอาหารต่อปริมาณของปฏิกิริยา (หรือตัวเร่ง) แสดงเป็นต่อชั่วโมง (h−1)เครื่องปฏิกิริยาสังเคราะห์เมธาโนล ที่ SV = 5,000 h-1 ประสบความสําเร็จในการแปลง 5 ٪ 8% ต่อการผ่าน, โดยการรีไซเคิลก๊าซที่ไม่ได้ปฏิกิริยา. ผู้ออกแบบปรับปรุง SV เพื่อสมดุลผลผลผลิต, ชีวิตของอุปกรณ์เร่งและต้นทุนพลังงาน:SV ที่สูงเกินไป ส่งผลให้มีค่าแปลงและค่ารีไซเคิลที่สูง, ความจุของเรอคเตอร์ขยะ SV ที่ต่ําเกินไป

การปฏิกิริยา exothermic ถูกควบคุมอย่างไรในโรงงานปฏิกิริยาขนาดใหญ่?

ในเตียงคงที่หลายท่อ เครื่องกระตุ้นถูกบรรจุในท่อขนาด 25×50 มิลลิเมตร ที่รอบตัวด้วยสารเย็น (น้ําเดือด, เกลือหลอม) ในด้านเปลือก, ให้สัมพันธ์การถ่ายส่งความร้อน 300×1,000 W/m2·Kในเตียงที่มีน้ํา, อัตราการไหลเวียนของวัสดุแข็งที่สูงรักษาความเหมือนกัน ± 2 5 ° C ในเตียงคงที่ adiabatic การเย็นระหว่างระยะ (การดับหรือแลกเปลี่ยนความร้อน) จํากัดการเพิ่มอุณหภูมิต่อเตียง 20 50 ° Cภาระการกําจัดความร้อนทั้งหมดสําหรับ 200,000 t/ปี ระบบปฏิกิริยาเอธิเลนออกไซด์ประมาณ 25 MW

ความแตกต่างระหว่างโรงงานปฏิกิริยาที่ตั้งและโรงงานปฏิกิริยาที่หลอมน้ํามันคืออะไร?

หน่วยปฏิกิริยาที่ติดตั้งมีกลีบเรือนกระตุ้นที่ไม่เคลื่อนไหว โดยมีก๊าซไหลผ่านพื้นที่การฟื้นฟูกระตุ้นที่จํากัด (ต้องปิด), และความจํากัดของการลดความดัน ผังเรอคเตอร์หล่อลื่น ยืดอนุภาคกระตุ้นในการไหลของก๊าซขึ้น, การบรรลุการทํางานเกือบ isothermal, การฟื้นฟูกระตุ้นต่อเนื่อง,และสัมผัสดีดีกับก๊าซแข็ง, แต่มีความซับซ้อนสูงขึ้น, การลดความอ่อนแอของตัวเร่ง (15% ต่อวัน) และความต้องการในการแยกตัว