Зависимость степени превращения от температуры

1, 2, 3 – адиабаты

а, б, в – линии охлаждения

ΔХ₁> ΔX₂ > ΔX₃

Х₁, Х₂, Х₃ – общий выход за время τ₁, τ₂, τ₃.

В крупномасштабных производствах имеются контактные аппараты больших размеров (до 18м в диаметре). Установка внутренних теплообменников, состоящих из тысяч труб, значительно усложняет конструкцию и затрудняет обслуживание, особенно замена прогоревших труб. Поэтому применяют контактные аппараты с выносными теплообменниками. В некоторых процессах промежуточное охлаждение можно осуществить введением одного из реагентов между стадиями контактирования (азото – водородная смесь при синтезе аммиака). Вообще экзотермические реакции нужно проводить в соответствии с линией оптимальных температур (ЛОТ), но осуществить это очень сложно. Некоторым приближением к линии оптимальных температур является проведение процесса в реакторе вытеснения, находящемся внутри теплообменной трубки. Такую конструкцию имеют трубки Фильда (применяются в колоннах синтеза аммиака)

Однако требования по условиям теплообмена в таком реакторе соблюдается слабо. Так, на участке ВС скорость тепловыделения максимальна и нужно отводить много тепла, но здесь идет самый горячий газ и ΔТ мала. На участке FD – тепла выделяется мало, но идет холодный газ и ΔТ большая, теплоты отводится больше, чем необходимо. В какой – то мере этот недостаток можно устранить в реакторах с двойными теплообменными трубками.

Однако все контактные аппараты с фильтрующим слоем катализатора обладает следующими недостатками, присущие фильтрующему слою и затрудняющие дальнейшую интенсификацию.