ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Максимально допустимая температура реакции из "Химические реакторы расчет и управление ими" Несмотря на то что при высокой температуре реакции легче обеспечить высокую скорость превращения, иногда необходимо поддерживать температуру ниже определенной величины. При известных доп стимых температурных ограничениях можно предложить меры, которые позволяют выполнить эти ограничения (см., например, стр. 113). [c.143] Очень важно ограничить температуру реакции в некоторых пределах, чтобы избежать нежелательных побочных реакций. Еспи, например, селективность целевой реакции в сложном процессе уменьшается с увеличением температуры, следует выбрать верхний температурный предел. В большинстве случаев, однако, утверждение, что температура реакции в данной системе не должна превышать определенного установленного значения, не является вполне обоснованным. [c.143] В сложных реакциях выход целевого продукта определяется не только температурой (или интервалом температур), но и другими переменными, такими, как время реакции (или время пребывания) и тип реактора. Если побочные реакции сопровождаются значительными тепловыми эффектами, важно учесть характер подачи или отвода тепла. [c.143] Поскольку условия экспериментов существенно отличаются от работы промышленной установки, выводы о температуре реакции, полученные по лабораторным данным, могут оказаться непригодными для практического использования. Зная схему реакции, а также выражения для скоростей протекающих реакций и их зависимость от температуры, можно точнее определить наиболее выгодные условия проведения реакции. Часто все эти сведения бывает трудно получить для реальных процессов, но даже отдельные выводы могут оказаться полезными. [c.143] Состав реакционной смеси можно определить как функцию безразмерной абсолютной температуры реактора TJT и безразмерного среднего времени пребыванпя при этом реакционная система характеризуется величинами Гд и отношением энергий активации E IE , которое влияет на селективность. По результатам расчетов построены графики на рис. IV-20 и IV-21 для параллельной и консекутивной реакций соответственно, верхние части которых характеризуют селективность Ор = pji — с ) п выход Tip = pj j как функции безразмерной температуры для E IEi = 2. Относительная степень превращения А равна отношению Ор и т)р. Так как реагент А полностью превращен, две последние величины совпадают. [c.144] Очевидно, что для обеих реакционных систем максимальное значение выхода возрастает по мере удаления температуры реакции от величины Гд. Увеличить максимальный выход в этом случае можно за счет значительного увеличения времени пребывания и соответствующего снижения производительности реактора. Из рисунков видно также, что одну и ту же величину т]р можно получить во всем интервале рабочих температур. Таким образом, определение максимальной температуры, при которой будет значительно подавлена побочная реакция, не имеет значёния. [c.144] Пример IV- . Окисление нафталина в кинящеи слое. Этот пример характеризует выбор рабочей температуры и условий охлаждения для сильно экзотермической реакции, сопровождаемой побочными экзотермическими реакциями. [c.146] С целью изучения требований к отводу тепла были построены кривые относительного образования тепла для трех рассматриваемых случаев (см. рис. 1У-21, нижнюю часть). Они приведены на рис. 1У-23, где рабочие точки отмечены индексами 5 , 5 2 Аа- Данные, использованные для расчета кривых, представлены на стр. 150. [c.149] Ниже мольной доли 0,00423 (кривая с) реакция затухает. Ясно, что такой предел концентраций сырья слишком узок для безопасной работы кроме того, эти концентрации очень низки. [c.149] На рис. 1У-23 даны линии отвода тепла е и / при с с = 0,010 для трех различных случаев, рассмотренных здесь. Как видно из рисунка, при этом возможен только один устойчивый рабочий режим, так что чрезмерное окисление фталевого ангидрида исключается. Когда наклон кривых в рабочих точках уменьшается, область устойчивости реактора значительно снижается увеличение наклона требует большей поверхности теплопередачи, при этом для сохранения прежнего количества отводимого тепла следует повысить температуру охлаждающей среды. Значения А и Г , характеризующие прямые е и / (см. стр. 151), следует рассматривать как минимальные. [c.149] Из приведенных ниже результатов видно, что высокий выход фталевого ангидрида получается в случае катализатора А и х = 0,4 сек, но при этом требуется очень большая поверхность теплообмена на единицу объема реактора. Для этого можно применить быструю циркуляцию катализатора через внешний теплообменник . Сравнительно небольшая поверхность теплообмена необходима при т = 20 сек для получения выхода около 77%. [c.150] Приведенный пример из-за использования ряда допущений и экстраполяций следует расс.матривать лишь как грубое приближение к точным расчетам. Он показывает, однако, что определение максимально допустимой температуры реакции требует специального изучения условий охлаждения. [c.151] Вернуться к основной статье