【Frage und Antwort Frage 232】08.12.2016
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【Frage und Antwort, Frage 232】08.12.2016: Welche Auswirkungen hat eine zu große Temperaturerhöhung bei einer Reaktion? Nach der *Antwort* sind die *Referenzlösungen* sichtbar; man erhält Punkte, wenn man die *Schlüsselpunkte* richtig beantwortet. Die Temperaturerhöhung der Reaktion wird hauptsächlich durch die Regulierung der Temperatur am Ausgang des Heizofens sowie der Menge an kühlem Wasserstoff zwischen den Katalysatorschichten gesteuert. Der Wasserstoffisierungsprozess ist eine starke exotherme Reaktion; je weiter die Reaktion voranschreitet, desto mehr Wärme wird freigesetzt. Daher kommt es in industriellen Wasserstoffierungsanlagen entlang der Axialrichtung des Reaktors zu einer Temperaturerhöhung im Katalysatorbett. Wenn die Temperaturerhöhung während der Reaktion zu hoch wird und nicht kontrolliert werden kann, können folgende Folgen eintreten: (1) Im Reaktor entsteht eine Zone mit hoher Temperatur. Die Reaktionsströme reagieren in dem Hochtemperaturbereich heftig, wodurch die Makromoleküle kontinuierlich zerfallen und weitere Wärme freigesetzt wird, was die Temperatur weiter erhöht. Dieser Teufelskreis führt schließlich zu Überhitzungsunfällen. (2) Mit zunehmender Betriebsdauer wird der Katalysator allmählich inaktiv. Wenn man dies durch Erhöhung der Reaktionstemperatur ausgleichen will, erreicht der Katalysator in den Bereichen mit hohen Temperaturen bereits vorzeitig seine maximale zugelassene Temperatur und muss daher stillgelegt werden. Zu diesem Zeitpunkt wird die Katalysatorschicht in der kühlen Zone an der Oberseite des Reaktors zwar weiterhin eine hohe Aktivität aufweisen, doch sie wird nicht voll ausgenutzt, was zu einer verringerten Effizienz des Geräts führt. (3) Schädlich für die Produktqualität und Selektivität. In der Hydrogenierungsreaktion werden die Reaktionen der Hydrogenentfernung von Stickstoff sowie der Sättigung der Aromaten durch das thermodynamische Gleichgewicht begrenzt. Wenn die Reaktionstemperatur auf einen bestimmten Wert ansteigt, sinkt die Gleichgewichtsumsetzungsrate – dadurch nehmen auch die Effizienz bei der Entfernung von Stickstoff sowie bei der Sättigung der Aromaten ab, was wiederum zu einer Verschlechterung der Produktqualität führt. Bei der Hydrokrakierung beschleunigen hohe Reaktionstemperaturen die Sekundärreaktionen, was zu einer abnehmenden Selektivität für Mitteldestillate und zu einem erhöhten Gasausstoß führt. Zusammenfassung der Fragen und Antworten aus dem Jahr 2016 (aktualisiert bis Dezember~~~~) http://bbs.hcbbs.com/thread-1597792-1-1.html. Suche nach Sponsoren für die „Auswahl der zehn besten Mitglieder von HaiChuan im Jahr 2016“ http://bbs.hcbbs.com/thread-1628108-1-1.html (Quelle: HaiChuan Chemie-Forum)
Die Temperaturerhöhung der Reaktion wird hauptsächlich durch die Regulierung der Temperatur am Ausgang des Heizofens sowie der Menge an kühlem Wasserstoff zwischen den Katalysatorschichten gesteuert. Der Wasserstoffisierungsprozess ist eine starke exotherme Reaktion; je weiter die Reaktion voranschreitet, desto mehr Wärme wird freigesetzt. Daher kommt es in industriellen Wasserstoffierungsanlagen entlang der Axialrichtung des Reaktors zu einer Temperaturerhöhung im Katalysatorbett. Wenn die Temperaturerhöhung während der Reaktion zu hoch wird und nicht kontrolliert werden kann, können folgende Folgen eintreten: (1) Im Reaktor entsteht eine Zone mit hoher Temperatur. Die Reaktionsströme reagieren in dem Hochtemperaturbereich heftig, wodurch die Makromoleküle kontinuierlich zerfallen und weitere Wärme freigesetzt wird, was die Temperatur weiter erhöht. Dieser Teufelskreis führt schließlich zu Überhitzungsunfällen. (2) Mit zunehmender Betriebsdauer wird der Katalysator allmählich inaktiv. Wenn man dies durch Erhöhung der Reaktionstemperatur ausgleichen will, erreicht der Katalysator in den Bereichen mit hohen Temperaturen bereits vorzeitig seine maximale zugelassene Temperatur und muss daher stillgelegt werden. Zu diesem Zeitpunkt wird die Katalysatorschicht in der kühlen Zone an der Oberseite des Reaktors zwar weiterhin eine hohe Aktivität aufweisen, doch sie wird nicht voll ausgenutzt, was zu einer verringerten Effizienz des Geräts führt. (3) Schädlich für die Produktqualität und Selektivität. In der Hydrogenierungsreaktion werden die Reaktionen der Hydrogenentfernung von Stickstoff sowie der Sättigung der Aromaten durch das thermodynamische Gleichgewicht begrenzt. Wenn die Reaktionstemperatur auf einen bestimmten Wert ansteigt, sinkt die Gleichgewichtsumsetzungsrate – dadurch nehmen auch die Effizienz bei der Entfernung von Stickstoff sowie bei der Sättigung der Aromaten ab, was wiederum zu einer Verschlechterung der Produktqualität führt. Bei der Hydrokrakierung beschleunigen hohe Reaktionstemperaturen die Sekundärreaktionen, was zu einer abnehmenden Selektivität für Mitteldestillate und zu einem erhöhten Gasausstoß führt.
Dieser Beitrag wurde zuletzt von RSchufaqi am 08.12.2016 um 08:08 bearbeitet. (1) Im Reaktor entsteht eine Zone mit hohen Temperaturen. Die Reaktionsströme reagieren in dem Hochtemperaturbereich heftig, wodurch die Makromoleküle kontinuierlich zerfallen und weitere Wärme freigesetzt wird, was die Temperatur weiter erhöht. Dieser Teufelskreis führt schließlich zu Überhitzungsunfällen. (2) Mit zunehmender Betriebsdauer wird der Katalysator allmählich inaktiv. Wenn man dies durch Erhöhung der Reaktionstemperatur ausgleichen will, erreicht der Katalysator in den Bereichen mit hohen Temperaturen bereits vorzeitig seine maximale zugelassene Temperatur und muss daher stillgelegt werden. Zu diesem Zeitpunkt wird die Katalysatorschicht in der kühlen Zone an der Oberseite des Reaktors zwar weiterhin eine hohe Aktivität aufweisen, doch sie wird nicht voll ausgenutzt, was zu einer verringerten Effizienz des Geräts führt. (3) Schädlich für die Produktqualität und Selektivität. In der Hydrogenierungsreaktion werden die Reaktionen der Hydrogenentfernung von Stickstoff sowie der Sättigung der Aromaten durch das thermodynamische Gleichgewicht begrenzt. Wenn die Reaktionstemperatur auf einen bestimmten Wert ansteigt, sinkt die Gleichgewichtsumsetzungsrate – dadurch nehmen auch die Effizienz bei der Entfernung von Stickstoff sowie bei der Sättigung der Aromaten ab, was wiederum zu einer Verschlechterung der Produktqualität führt. Bei der Hydrokrakierung beschleunigen hohe Reaktionstemperaturen die Sekundärreaktionen, was zu einer abnehmenden Selektivität für Mitteldestillate und zu einem erhöhten Gasausstoß führt.
Die Temperaturerhöhung der Reaktion wird hauptsächlich durch die Regulierung der Temperatur am Ausgang des Heizofens sowie der Menge an kühlem Wasserstoff zwischen den Katalysatorschichten gesteuert. Der Wasserstoffisierungsprozess ist eine starke exotherme Reaktion; je weiter die Reaktion voranschreitet, desto mehr Wärme wird freigesetzt. Daher kommt es in industriellen Wasserstoffierungsanlagen entlang der Axialrichtung des Reaktors zu einer Temperaturerhöhung im Katalysatorbett. Wenn die Temperaturerhöhung während der Reaktion zu hoch wird und nicht kontrolliert werden kann, können folgende Folgen eintreten: (1) Im Reaktor entsteht eine Zone mit hoher Temperatur. Die Reaktionsströme reagieren in dem Hochtemperaturbereich heftig, wodurch die Makromoleküle kontinuierlich zerfallen und weitere Wärme freigesetzt wird, was die Temperatur weiter erhöht. Dieser Teufelskreis führt schließlich zu Überhitzungsunfällen. (2) Mit zunehmender Betriebsdauer wird der Katalysator allmählich inaktiv. Wenn man dies durch Erhöhung der Reaktionstemperatur ausgleichen will, erreicht der Katalysator in den Bereichen mit hohen Temperaturen bereits vorzeitig seine maximale zugelassene Temperatur und muss daher stillgelegt werden. Zu diesem Zeitpunkt wird die Katalysatorschicht in der kühlen Zone an der Oberseite des Reaktors zwar weiterhin eine hohe Aktivität aufweisen, doch sie wird nicht voll ausgenutzt, was zu einer verringerten Effizienz des Geräts führt. (3) Schädlich für die Produktqualität und Selektivität. In der Hydrogenierungsreaktion werden die Reaktionen der Hydrogenentfernung von Stickstoff sowie der Sättigung der Aromaten durch das thermodynamische Gleichgewicht begrenzt. Wenn die Reaktionstemperatur auf einen bestimmten Wert ansteigt, sinkt die Gleichgewichtsumsetzungsrate – dadurch nehmen auch die Effizienz bei der Entfernung von Stickstoff sowie bei der Sättigung der Aromaten ab, was wiederum zu einer Verschlechterung der Produktqualität führt. Bei der Hydrokrakierung beschleunigen hohe Reaktionstemperaturen die Sekundärreaktionen, was zu einer abnehmenden Selektivität für Mitteldestillate und zu einem erhöhten Gasausstoß führt.
Bei höheren Temperaturen beschleunigt sich die Reaktionsgeschwindigkeit, doch bei zu hohen Temperaturen sinkt die ausgewogene Umsetzungsrate der Wasserstoffierung
Die Folgen eines zu großen Temperaturanstiegs in der Reaktion können sehr ernst sein. Bei geringen Mengen kommt es zu einem Anstieg der Nebenprodukte, bei hohen Mengen kann es sogar zu einer Explosion kommen.
1. Es kann zu einer Zerstörung des Katalysators kommen. 2. Die Innenteile neigen dazu, Risse zu entwickeln.
Eine zu starke Temperaturerhöhung während der Reaktion kann dazu führen, dass die Temperatur im Reaktor zu hoch wird. Dies wiederum kann zu Überhitzungs- und Koksbildungsproblemen führen. Zudem verkürzt eine zu hohe Betriebstemperatur die Lebensdauer des Katalysators.
(1) Im Reaktor entsteht eine Hochtemperatur-Reaktionszone. Die Reaktionsströme reagieren in dem Hochtemperaturbereich heftig, wodurch die Makromoleküle kontinuierlich zerfallen und weitere Wärme freigesetzt wird, was die Temperatur weiter erhöht. Dieser Teufelskreis führt schließlich zu Überhitzungsunfällen. (2) Mit zunehmender Betriebsdauer wird der Katalysator allmählich inaktiv. Wenn man dies durch Erhöhung der Reaktionstemperatur ausgleichen will, erreicht der Katalysator in den Bereichen mit hohen Temperaturen bereits vorzeitig seine maximale zugelassene Temperatur und muss daher stillgelegt werden. Zu diesem Zeitpunkt wird die Katalysatorschicht in der kühlen Zone an der Oberseite des Reaktors zwar weiterhin eine hohe Aktivität aufweisen, doch sie wird nicht voll ausgenutzt, was zu einer verringerten Effizienz des Geräts führt. (3) Schädlich für die Produktqualität und Selektivität. In der Hydrogenierungsreaktion werden die Reaktionen der Hydrogenentfernung von Stickstoff sowie der Sättigung der Aromaten durch das thermodynamische Gleichgewicht begrenzt. Wenn die Reaktionstemperatur auf einen bestimmten Wert ansteigt, sinkt die Gleichgewichtsumsetzungsrate – dadurch nehmen auch die Effizienz bei der Entfernung von Stickstoff sowie bei der Sättigung der Aromaten ab, was wiederum zu einer Verschlechterung der Produktqualität führt. Bei der Hydrokrakierung beschleunigen hohe Reaktionstemperaturen die Sekundärreaktionen, was zu einer abnehmenden Selektivität für Mitteldestillate und zu einem erhöhten Gasausstoß führt.