Применение эффективного охлаждения в реакторе синтеза

Применение эффективного охлаждения в реакторе синтеза цианистого
водорода
Цыбин А.М. (ВТМ 521)
Научный руководитель Тишин О.А.
В процессе синтеза теряется около 1/3 цианистого водорода. Чтобы
избежать этого, цианистый водород требуется быстро охладить. Появляется
потребность приблизить зону охлаждения к зоне реакции. В качестве зоны
охлаждения применяется кожухотрубчатый теплообменник, который в
промышленной сфере охлаждается водой. Но недостатком применения
водяного охлаждения – это образование пара (или паровой подушки) в
верхней части теплообменника, которую нужно выводить, иначе появляется
опасность прожига трубок и трубчатой решетки теплообменника.
Во избежание данной проблемы, для охлаждения в межтрубном
пространстве возможно применение высокотемпературного органического
теплоносителя (ВОТ) под небольшим давлением. Что позволяет избежать
закипания ВОТ и образование пара.
Схема применения теплоносителя
Принцип работы реактора: В люк 2 подается нагретая до 1050-1100
С тройная смесь из CH4, NH3, O2. Через распределитель потока 3,
равномерно распределяется на сетку катализатора 5, где происходит реакция.
Далее смесь попадает в теплообменник (холодильник 6) в котором
происходит охлаждение до 250 0С. Для охлаждения в межтрубное
пространство теплообменника подают воду. В результате прохождения в
трубах вещества вода начинает кипеть и образуется большое количество
0
пара, который выводят для дальнейшего процесса. После этого смесь
попадает в котел-утилизатор и переходит в горизонтальный теплообменник 9
для повторного охлаждения. Попадая в нижнюю часть корпуса, уже выходит
целевой продукт HCN.
В качестве теплоносителя возможно применение дифенила или
дифенил оксида (-30°С - 300°С).
Основное уравнение:
Вывод: В результате исследования установили, что использование
высокотемпературного теплоносителя увеличит выход цианистого водорода
с 40% до 50%. При этом теплоноситель должен охлаждаться вне
вертикального теплообменника, что позволит сделать процесс охлаждения
равномерным и постоянным. В качестве кипятильника можно использовать
горизонтальный теплообменник, находящийся после котла-утилизатора.
Данные тезисы опубликованы в сборнике [17-я межвузовская научно-практическая конференция
молодых ученых и студентов г. Волжского].
Подробная информация о конференции представлена на сайте ВПИ (филиал)
ВолгГТУ:http://volpi.ru (VolzhskyPolitechnicalInstitute) в разделе «Наука» > «Конференции».
Вопросы можно задать по электронной почте: vpi@volpi.ru.
Данные тезисы опубликованы в сборнике [17-я межвузовская научно-практическая конференция
молодых ученых и студентов г. Волжского].
Подробная информация о конференции представлена на сайте ВПИ (филиал)
ВолгГТУ:http://volpi.ru (VolzhskyPolitechnicalInstitute) в разделе «Наука» > «Конференции».
Вопросы можно задать по электронной почте: vpi@volpi.ru.