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任务一 认识生产装置和工艺过程-------典型设备认知;要点回顾与检查;提出问题;任务布置;转化器
一、作用
乙炔和氯化氢的加成反应是在催化剂存在下进行的放热反应,反应设备为气固相固定床反应器,通称为转化器,转化器结构如图所示。一般氯乙烯合成系统多数都有多台反应器(又称转化器)灵活地串联或并联连接(按生产能力确定)起来,或采用既可串联,又可并联,有一台可作备用的形式,以备更换催化剂或发生故障时切换使用。; 二、结构
转化器是一个圆柱形的列管式反应器;??下盖为锥形,外壳由钢板焊接而成。圆柱部分有规格为57mm×3.5mm的列管数百根,用胀管法固定于两端花板上。管内装催化剂,管间有两块花板将整个圆柱部分隔为三层,每层均有冷却水进出口用以通冷却水带走反应热。上盖有一个气体分配盘,使原料气体均匀分布。下盖内衬瓷砖,以防盐酸腐蚀,其内自下而上充以瓷环,活性炭作为填料支撑列管内的催化剂,防止催化剂粉尘进入管道。;; 由图可见,热点温度随催化剂使用时间的增加而向下移动;温度分布曲线的形状又随催化剂使用时间的增加而由陡峭变得平坦。
在催化剂使用前期(使用时间在1000h以内),由于是新催化剂活性高,反应集中在列管上端(见曲线1),热点温度位于催化剂最上层。此时常将列管外、中、下层冷却水关闭,而只开通上层冷却水(实际为近沸腾的热水)散热。这一时期通入催化剂层的乙炔流量也应控制低一些,以免反应过于激烈而使温度超过180℃,甚至出现250~300℃的飞温现象,从而发生“烧坏催化剂”及损坏转化器的危险。; 催化剂使用效率的最好时期见曲线2,反应带很宽,乙炔流量可达最高值,中、下层冷却水也可全部通入,这一阶段的反应温度取决于乙炔流量。后期3000h以后则是催化剂的“衰老期”,温度分布平坦(曲线3),也无明显的热点温度,且反应温度较前两个时期低,表示催化剂活性下降,此时即使再增加乙炔通入量也不能使反应温度回升,原料转化率也逐渐下降,生产上应考虑更换催化剂。在串联使用的转化器中,第Ⅱ组高活性催化剂使用后期翻换下来的催化剂可作第I组转化器使用。
原料配比及空间速度则是根据催化剂使用情况所需适宜的乙炔流量,并按C2H2:HCl=1:(1.05-1.1)的摩尔比计算出氯化氢的流量,分别用流量计及调节阀控制送入转化器。;
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