Мал. 3.18. Ретортне піч для синтезу дивина: 1 - реторта;
2 - збірний колектор на виході продуктів; 3 - муфель;
4 - розподільний колектор на вході реагентів;
Ретортне піч представляє собою муфель з подвійними стінками, об'єднаними спільним обігрівачем. Вузький кільцевої проміжок між стінками є топкою печі. Обігрів відбувається за рахунок топкових газів від спалювання мазуту або газу в тангенциально розташованих форсунках. Контактні гази збираються в загальний колектор. Недоліком таких реакторів громіздкість і технічна недосконалість.
На рис.3.19. зображена реторта, що представляє собою посудину з великим співвідношенням між висотою і площею поперечного перерізу, заповнений каталізатором. Форма поперечного перерізу реторти може бути різною: кругла, прямокутна, овальна. Найменш вигідною є кругла форма, через нерівномірний розподіл температури по перетину реторти.
Мал. 3.19. Реторта: 1 - штуцер для гільзи термопари; 2 - тяги
До реакторів розглянутого типу відносяться також трубчасті апарати. Конструктивно вони можуть бути з охолоджувальною сорочкою біля кожної трубки, із загальною охолоджуючої сорочкою (апарат кожухотрубного типу з розміщенням каталізатора в трубках або міжтрубномупросторі), з подвійними трубками, коли шар каталізатора має кільцевий переріз. Прикладом трубчастого апарату може служити полімеризатор пропан-пропіленової фракції (рис. 3.20.).
Мал. 3.20. Секція многотрубний апарату типу "труба в трубі":
1 - корпус; 2 - сорочка
Він являє собою реактор типу "труба в трубі" і складається з 12 секцій, які працюють паралельно. При установці сорочок на кожну трубу можна використовувати сорочки з меншою товщиною стінки. Перевагою таких апаратів є можливість застосування хладоагента високого тиску; недоліки виражаються в малої продуктивності, великий займаної площі, незручність вивантаження каталізатора.
Так само до трубчастого апарату можна віднести апарат для дегідрірованія циклогексанолу (ріс.3.21.). Апарат має концентричні перегородки, що забезпечує рівномірний нагрів всіх трубок, і сальник, що виконує роль компенсатора температурних подовжень.
Мал. 3.21. Трубчастий контактний апарат для дегідрірованія циклогексанолу: 1 - контактні трубки; 2 - корпус;
3 - футерування; 4 - перегородка; 5 - сальник
Основними ж типами реакторів з теплообміном через стінку є трубчасті реактори, які, в свою чергу, поділяються на многотрубний і кожухотрубні.
У многотрубний реакторах (рис. 3.22.), Що представляють собою звичайні трубчасті теплообмінники, каталізатор поміщений в трубках, а теплоносій рухається в міжтрубному просторі. Многотрубний реактори застосовні як для ендотермічних процесів (дегидрирование бутану, бутилену, етилбензолу; дегідратація і дегидрирование спиртів), так і для екзотермічних (окислення, гідрогалогенірованіе).
Мал. 3.22. Многотрубний реактор з металевим кожухом для дегідратації спиртів: 1 - кожух; 2 - трубні решітки;
3 - верхня кришка; 4 - нижня кришка; 5 - трубка
Високоефективним, з економічної точки зору, є застосування внутрішнього теплообміну. Під цим теплообміном мається на увазі використання в якості холодоагенту сировини, що надходить на реакцію. Схеми многотрубний реакторів з внутрішнім теплообміном наведені на рис. 3.23. а, б.
Мал. 3.23. Многотрубний реактори з внутрішнім теплообміном при противотоке (а) і прямотоке або противотоке (б):
1 - нижня кришка; 2 - верхня кришка; 3 - верхня трубна решітка; 4 - трубки; 5 - кожух; 6 - нижня трубна решітка
У кожухотрубних реакторах каталізатор розташований в міжтрубному просторі, а теплоносій пропускається по трубках. В обох випадках гідравлічний радіус перетину реакційної зони дуже невеликий, що обумовлює хорошу теплопередачу. Однак не вдається досягти рівномірного розподілу температур в реакційній зоні, так як окремі трубки виявляються в різних умовах.
Схема кожухотрубного реактора для проведення екзотермічних і ендотермічних процесів наведена на рис. 3.24. а, б відповідно.
Мал. 3.24. Кожухотрубні реактори для проведення екзотермічних (а) і ендотермічних (б) процесів:
1 - нижня кришка; 2 - верхня кришка; 3 - нижня трубна решітка; 4 - трубки; 5 - кожух; 6 - верхня трубна решітка;
7 - глухі трубки
Цікавим варіантом кожухотрубного реактора є апарат для проведення так званих «адиабатических» процесів, в яких цикли реакції і регенерації швидко чергуються (рис. 3.25.).
Кожухотрубні реактори мають суттєві переваги перед многотрубний щодо забезпечення більш суворого теплового режиму, так як в них досягаються більш сприятливі умови теплообміну і великі теплопередающие поверхні. Однак вони мають і недолік, що полягає в деформації трубок при перевантаженні каталізатора. Крім того, трубні реактори складні у виготовленні.
Мал. 3.25. Кожухотрубний реактор для проведення чергуються екзотермічних і ендотермічних процесів:
1 - нижня трубна решітка; 2 - штуцер для вивантаження каталізатора; 3 - збірні трубки; 4 - кожух; 5 - верхня трубна решітка; 6 - кришка; 7 - труба для завантаження каталізатора; 8 - трубки для теплоносія;
9 - розподільні трубки; 10 - катализаторная трубна решітка; 11 - головна трубна решітка; 12 - днище