Скорость размера зерна катализатор

Для размеров зерна катализатора 1 х 2 и 5 х 5 мм установлено, что при температурах ниже 240° С скорость образования метанола практически не изменяется при одинаковых параметрах процесса. Это позволяет считать, что синтез метанола протекает в кинетической области. Внутридиффузионное торможение начинает сказываться при температуре выше 260° С и только в период повышенной активности катализатора (первые 100—150 часов работы). В стационарном режиме при температуре выше 260° С оно практически не сказывается. Значение скорости реакции подсчитывают по формуле [c.328]

Изучение основных кинетических закономерностей процесса низкотемпературной изомеризации н-пентана проводилось на алюмоплатиновом катализаторе, содержащем 10% хлора [37]. Исходные углеводороды и водород подвергались очистке и осушке, катализатор перед проведением опыта хлорировался обработкой в газовой фазе парами четыреххлористого углерода. Предварительными опытами, в которых линейная скорость изменялась от 0,117 до 0,234 м/с, а размер зерна от 2-3 до 0,5-1 мм, было показано, что при размере зерна катализатора 0,5-2 мм и линейной скорости потока 0,188 м/с реакция протекает в кинетической области. [c.24]

Одним из возможных способов использования инерционных свойств слоя катализатора является переключение направления подачи реакционной смеси в слой. Вынужденные внешние воздействия могут быть организованы также путем периодического изменения состава и температуры исходной реакционной смеси. Соответствующим выбором температуры переключения, линейной скорости, размера зерна катализатора, начальной температуры смеси удается добиться хорошего приближения к теоретическому оптимальному режиму, недостижимому в стационарных условиях. Вследствие этого оказалось возможным [c.259]

В сорбционных областях гетерогенного катализа энергия активации близка к теплоте хемосорбции и составляет более-80 кДж/моль, что близко к значениям в кинетической области катализа. Она неотличима от последней и по отсутствию влияния на скорость размера зерна катализатора (если в сорбции принимает участие вся поверхность), а различие проявляется в форме кинетических уравнений. С точки зрения практической-работы катализатора сорбционная и кинетическая области также близки друг к другу. [c.301]

Изменение размера зерна катализатора в пределах от 3,2 до 1,5 мм не влияло на скорость реакции изомеризации н-пентана при диаметре зерна 1,5 и 3,0 мм константа скорости реакции равнялась 0,19, [c.20]

Отсюда следует, что размер зерна катализатора может, хотя и не всегда, влиять на скорость реакции, отнесенную к единице его массы. Если диффузия протекает настолько быстро, что используется вся внутренняя поверхность, размеры зерна не бу-бут оказывать сушественного влияния на процесс, поскольку внешняя поверхность обычно невелика по сравнению с внутренней. Однако, если внутренняя диффузия оказывает существенное влияние на скорость реакции, то желательно уменьшить размеры зерна, по крайней мере, до величины, при которой перепад давлений в слое катализатора не станет чрезмерно высоким. [c.41]

Во внешней диффузионной области наблюдаемая скорость реакции зависит от гидродинамических условий (главным образом от линейной скорости потока, размеров зерна катализатора и условий теплоотвода) наблюдаемая энергия активации будет низкой (8,4—25,1 кДж/моль) из-за температурной ста(бильности величины р. Так как в этой области МидО [c.10]

Рассмотрим прежде всего окисление диоксида серы в газах после сжигания серы и обжига колчедана. Оценки основных параметров теплового фронта и скользящих режимов, полученные по выражениям (4.20) и (4.21), приведены в табл. 8.1. Если учесть, что выпускаемые в настоящее время промышленные катализаторы не могут продолжительно работать при температурах выше 610— 630°С, то из данных табл. 8.1 становится ясно, что для выбранного размера зерна катализатора в практических целях необходимо работать при линейных скоростях, меньших чем 0,1 м/с. [c.188]

Как видно из этой формулы, перепад давления в кипящем слое данной высоты не зависит от размера зерна катализатора и линейной скорости газа, тогда как в неподвижном слое при турбулентном течении газа [72] [c.103]

К сожалению, судить о причинах расхождения не представляется возможным, так как в работе [10] не приведены абсолютные значения удельных скоростей и условия эксперимента соотношения реагентов, размер зерна катализатора и т.д. [c.65]

Влияние размера зерна катализатора на стадии предварительного гидрирования среднего каменноугольного масла представлено на рис. 5 [64], где показана зависимость степени гидрирования (оцениваемой анилиновой точкой) от температуры реакции. В присутствии сульфидного вольфрам-никелевого катализатора на активированной глине при весовой скорости 0,6 кг на 1 в час зерна размером 2—4 мм оказались значительно более активными, чем крупные таблетки. Причиной большей активности таблеток диаметром 5 мм высокой плотности но сравнению с таблетками такого же диаметра, но слабо спрессованными, вероятно, является то, что содержание в них значительно большего количества активного сульфида металла более чем компенсирует влияние улучшенных условий диффузии нри малой плотности зерна. [c.148]

Рис. I. Зависимость скорости реакции гидрогенолиза этана от к центрации и размера зерна катализатора а - 300°С б - 260°С.

Рис. 3. Зависимость константы скорости реакции гидрогенолиза этана (а) и пропана (б) от температуры и размера зерна катализатора.

При смешаннофазных реакциях гидрирования диффузия и размер зерна катализатора оказывают более значительное влияние на достигаемую стё-пень превращения, чем при парофазных реакциях. Для систем, в которых суммарная скорость гидрирования определяется диффузией через пленку, степень превращения за один проход возрастает пропорционально объемной скорости исходного углеводорода (если продолжительность контакта и прочие параметры поддерживать постоянными) если же суммарная скорость определяется диффузией в поры, то при прочих одинаковых условиях степень превращения возрастает с уменьшением размера зерна. [c.147]

Влияние размера зерна катализатора на гидрирование бензола в присутствии никеля на носителе изучали [6] на катализаторе с размером зерна 20—200 меш. Активность возрастает с уменьшением размера частицы, вероятно, вследствие того, что активные центры, находящиеся в норах более крупных частиц, блокируются в результате конденсации бензола. С увеличением степени дисперсности наблюдаемая константа скорости реакции изменяется пропорционально внешней поверхности зерна вплоть до критического размера зерна катализатора, после чего дальнейшее повышение дисперсности [c.148]

Оптимальный размер (диаметр) зерен катализатора da определяют исходя из кинетических н гидродинамических соображений. По данным кинетических опытов или аналитическим расчетом находят максимальный размер зерна, при котором внутридиффузионное торможение существенно не влияет на скорость процесса. В зависимости от пористости зерна и от соотношения скоростей диффузии и реакции для данной реагирующей смеси допусти.мые размеры зерна катализатора колеблются от 0,1 до 3 мм. Однако по результатам последующих гидродинамических расчетов, прежде всего гидравлического сопротивления слоя, максимально допустимый размер зерна может оказаться неоптимальным. Линейная скорость газа в слое, а следовательно, и высота слоя (при заданной объемной скорости) повышаются с увеличением размера зерна. Поэтому для уменьшения гидравлического сопротивления слоя необходимо применять более мелкие зерна, чем максимально допустимые по кинетике процесса. Но для равномерного распределения газа необходима минимальная высота слоя зерен (50—100 мм), и если по расчетам (например, для активного катализатора) получается слой меньшей высоты, то следует увеличивать и высоту, и, соответственно, размеры зерна. Окончательно размеры зерна уточняются после определения гидравлического сопротивления, и линейной скорости газа в реакторе. [c.252]

Рис. 4.29. Зависимость константы скорости реакции к (штриховая линия) и наблюдаемой константы скорости превращения в пористом зерне катализатора от температуры Т(а) и размера зерна катализатора Лд (б) пунктиром указаны границы режимов I— кинетического II— переходного III— внутридиффузионного

ОТ формы И размера зерна катализатора. В таком представлении реакция протекает в объеме при концентрации 8 — площадь поверхности зерна), и наблюдаемая скорость превращения (отнесенная к единице объема зерна У ) будет равна [c.144]

Интенсификация процесса. Температура благоприятно влияет на скорость превращения как в кинетическом [г] I и Ж(Сд)], так и во внутридиффузионном [см. уравнение (4.69)] режимах. Уменьшение размера зерна катализатора (дробление) позволяет увеличить скорость превращения в диффузионном и переходном режимах, вплоть до перехода процесса в кинетический режим. [c.144]

Полочные реакторы. В аппаратах этого типа (рис. УП1-6) катализатор располагают слоями на полках, размещенных в цилиндрическом корпусе. На опорную балочную конструкцию укладывают колосниковую решетку, покрываемую металлической сеткой с ячейками размером, несколько меньшим размера зерна катализатора. Поверх сетки насыпают слой керамической или металлической насадки (например, колец Рашига, седел Инталокс и др.), препятствующей забиванию сетки частицами катализатора, а затем загружают катализатор. Сверху вновь укладывают металлическую сетку, над которой размещают слой насадки. Последний защищает катализатор от солей, содержащихся в паре, которые преимущественно откладываются на элементах насадки. Этот слой выполняет также распределительные функции, выравнивая температуры и скорости потока по сечению аппарата. Желательно, чтобы распределительный слой имел высокую эффективную теплопроводность, чтобы препятствовать конденсации пара на охлажденных участках. [c.386]

Рис. 2.36. Зависимость константы скорости реакции к (пунктир) и наблюдаемой скорости превращения АГ в пористом зерне катализатора от температуры Т (й) и размера зерна катализатора Ло (б). Пунктиры разделяют области режимов

Переход процесса во внешнедиффузионную область может произойти при уменьшении линейной скорости потока и размера зерна катализатора, повышении концентраций реагентов и особенно при повышении температуры. [c.677]

Во внутридиффузионной области, т. е. когда общая скорость процесса лимитируется диффузией реагентов в порах зерна катализатора, существует несколько путей ускорения процесса. Можно уменьшать размеры зерна катализатора и соответственно путь молекул до середины зерна это возможно, если одновременно переходят от фильтрующего слоя катализатора к кипящему. Можно изготовить для неподвижного слоя крупнопористые катализаторы, не уменьшая размеров зерен во избежание роста гидравлического сопротивления, но при этом неизбежно уменьшится внутренняя поверхность и соответственно понизится интенсивность работы катализатора по сравнению с мелкозернистым тонкопористым. Можно применять кольцеобразную [c.28]

Пористая структура и размеры зерна катализатора через, диффузионные явления, прежде всего влияют на активность и избирательность катализатора. Эти вопросы рассматривались в главе III. Однако структура катализатора влияет не только на эти свойства. Она определяет в значительной мере механическую прочность катализатора и тем влияет на егодолговечность. Скорость зауглероживания катализатора и скорость регенерации, также зависят от структуры пор катализатора. Форма и размер зерен определяют и - гидравлическое сопротивление слоя катализатора и следовательно энергетические затраты на транспорт потока. В отношении активности и селективности катализатора и сопротивления слоя можно в более или менее строгой форме применять теоретически обоснованные методы оптимизации структуры и формы, в отношении же остальных свойств, на которые влияют структура и форма, приходится применять названные выше методы эмпирической оптимизации или расчетного сравнения отдельных вариантов. [c.189]

С повышением температуры активность цинк-хромового катализатора возрастает, но до определенного предела. В соответствии с результатами разных исследований оптимальной температурой считают интервал 360—370°С. Сдвиг максимума производительности наблюдается при изменении размера зерна катализатора, давления и времени контакта (рис. 3.2 размер зерна 4—5 мм, соотношение Нг СО=2,2-е-2,3, объемная скорость газа 40-10 ч ). [c.73]

Снижение производительности при любом размере зерна катализатора при температурах выше точки максимума производительности чаш,е всего объясняют увеличением скорости побочных реакций (изменением селективности процесса), а не приближением к равновесию. Действительно,, степень приближения к равновесию в лучшем случае достигает 36%, а при 380°С— 27% (рнс. 3.3 размер зерна 0,5—1,0 мм, давление 34,5 МПа, соотношение Нг СО = 2,2—2,3, объемная скорость газа 40-10 ч >)-Именно вследствие низкой степени превращения исходных компонентов промышленный синтез метанола проводят по непрерывной циклической схеме после выделения метанола в конденсаторах давление газа доводят до рабочего и вновь подают его в колонну — смешивают с исходным газом, поступающим из отделения конверсии. Ведение процесса при температуре выше 400 °С становится опасным, так как в результате реакций мета-нирования, сопровождаемых интенсивным выделением тепла [c.74]

Условия Процесса давление 9,8 МПа, температура 260 С, объемная скорость газа 14 10 размер зерна катализатора 5X5 мм [c.90]

Данная работа посвящена исследованию паровой конверсии природного газа в кипящем слое катализатора с внешним теплоподводом при атмосферном давлении. Изучалось влияние объемной, линейной скорости и размера зерна катализатора на степень превращения сырья. [c.85]

При строгой постановке задачи оптимизация пористой структуры и размера зерна катализатора не может быть оторвана от задачи оптимизации реактора в целом, по скольку только в реакторе и могут быть реализованы те или иные качества зерна. Увеличение числа переменных, относительно которых определяется экстремальное значение критерия, существенно усложняет решение задачи оптимизации. Скорость каталитической реакции в переходном и внутридиффузионном режимах является сложной функцией параметров пористой структуры. Аналитические методы исследования и решения задачи оптимизации реактора в общем виде оказываются непригодными. Поэтому приходится использовать численные методы поиска оптимального значения функций. [c.187]

Для катализатора с бидисперсной структурой будут соответственно аналогичными зависимости эффективной константы скорости от общей пористости катализатора, среднего радиуса узких пор и размера зерна катализатора (взаимосвязь между относительной пористостью узких пор и эффективной константой — см. рис. Х.1 и Х.2 кривая 3 на рис. Х.З характеризует взаимосвязь между эффективной константой и средним радиусом широких нор). [c.188]

Для обратимой реакции типа А В, протекающей в реакторе идеального вытеснения, изменение концентрации ключевого компонента А вдоль реактора также определяется уравнением (Х.1). Функция г (с, Т) в правой части уравнения является разностью скоростей прямой и обратной реакций. Оптимальные значения относительной пористости узких пор и размера зерна катализатора будут определяться условиями (Х.7) и (Х.7а). Если обратимая реакция эндотермическая, то повышение температуры будет увеличивать скорость реакции и сдвигать равновесие в сторону образования целевого продукта. Поэтому оптимальной температурой будет предельно допустимая температура Г. [c.193]

Механизм и кинетика гидрирования бензола на никелевых катализаторах подробно исследовклись Г Д Любарским с сотр с применением проточно-циркуляционного метода, дающего надежные результаты при широком варьировании температуры, давления, объемной скорости, парциальных давлений компонентов, размеров зерна катализатора и других параметров процесса [10—13]. На рис. 2 представлена зависимость скорости реакции в кинетической области от парциального давления бензола (рна= onst) при разных температурах. [c.17]

Для сложных реакций оптимизация селективности промышленного процесса обычно играет первостепенную роль. Включение в число оптимизируемых переменных параметров пористой структуры и размера зерна катализатора для сложных реакций чрезвычайно усложняет задачу оптимизации химического реактора. В принципе аналитические методы (динамического программирования, принцип максимума Понтрягина) позволяют получить условия оптимальности для параметров, характеризующих пористую структуру катализатора. Однако факт, что для определения скорости реакции необходимо решать краевую задачу для системы дифференциальных уравнений 2-го порядка, определяющих изменение концентраций реагентов в зерне, делает бесполезными аналитические методы. [c.199]

Для того чтобы тепловой фронт не вышел из слоя, предлагается периодически изменять направление подачи смеси в слой катализатора, сохраняя в реакционном объеме часть тепла химической реакции. Профили температур на выходе из слоя катализатора (за исключением пускового периода) оказываются падающими с ростом стененн превращения. Соответствующим выбором температуры переключения, линейной скорости, размера зерна катализатора, температуры на входе можно добиться хорошего приближения к теоретическому оптимальному режиму [c.19]

Во-первых, это неоднородности, имеющие пространственный масштаб, соизмеримый с размерами зерна катализатора. Они возникают при обтекании потоком частицы, имеющей точки контакта с соседними частицами в слое, и обусловливают неравно-доступиость поверхности частицы [5]. Условия прилипания среды к частице, течение среды в каналах переменного сечения мелч ду частицами, а также химическая реакция на зерпе вызывают образование нормальных к поверхности частицы градиентов скорости, температуры и концентрации. Гидродинамическая картина течения потока в засыпке шаров подробно исследована экспериментально [6]. Показано, что переход от ламинарного [c.4]

Изменение величины параметра К обусловливается изменением линейной скорости смеси и и размера зерна катализатора (1. Легко убедиться, что К монотонно увеличивается с уменьпзением линейной скорости. Как следует из оценок (4.20) и (4.21), это приводит к снижению максимальной температуры и, значит, к увеличению степени превращения для обратимых реакций. Пр заданной величине условного времени контакта т увеличение К не может быть беспредельным. При некотором X = X произойдет затухание процесса. [c.116]

Влияние размеров зерен катализаторов. Первоначально изучалось влияние размеров зерен йз на характеристики стационарных режимов процесса синтеза аммиака. Расчеты выполнялись для первого слоя двухполочного аппарата со временем контакта 0,064 с. Скорость фильтрации реакционной смеси, пересчитанная на нормальные условия, 4,56 м/с. При увеличении размеров зерна катализатора с 5 до 10 мм степень превращения на выходе из первого слоя уменьшалась с 13,2 до 9,7%, что связано с уменьшением степени использования внутренней поверхности зерна катализатора, обусловленного наличием диффузионного торможения. Температурные градиенты внутри зерна в стационарном режиме невелики и в зоне максимальных температур градиентов по слою не превышают 1 (для зерна 2 мм) и 3°С (для 5 мм зерна). Для зерна катализатора размером 10 мм температурный перепад в зерне достигает 6°С в стацпонарном режи.ме. Однако перенос тепла внутри зерна не оказывает заметного влияния на характеристики стационарного процесса. Например, были выполнены расчеты стационарного режима (для зерна 2 мм) и 3°С (для зерна 5 мм). Для зерна катализатора проводности Яз = 0,5-10 ккал/(м с град). При этих значениях параметров в зерне образуется перепад температур между поверхностью и центром 6° (если зерно находится в зоне максимальных температурных градиентов по длине слоя). На выходе из первого слоя двухполочного реактора оптимальная степень превращения достигала 2 = 9,7% аммиака, а температура Г = 474°С. Для изотермического зерна катализатора выходные характеристики первого слоя составляли соответственно 2 = 9,6% и Г = 472°С. Таким образом, при расчетах стационарных режимов зерна катализатора можно считать изотермическими. [c.212]

Основные результаты расчета при различных технологических параметрах представлены в табл. 10.1. В расчетах варьировались теплопроводность зерна катализатора, линейные размеры гранул катализатора, состав смеси на входе в аппарат, скорость фильтрации и время контакта. В таблице представлены средние за цикл концентрации аммиака на выходе из слоя и максимальная температура катализатора. Из данных, приведенных в таблице, можно сделать вывод о влиянии размеров зерна катализатора на технологические характеристики нестационарных режимов. С ростом размеров зерна катализатора уменьшается максимальная температура, что вызвано снижением коэффициента межфазного теплообмена и ростом характерного времени теплопереноса в пористом зерне. Сов-иместное действие этих двух факторов увеличивает ширину зоны реакции, и, как следствие, максимальная температура понижается. Выход аммиака увеличивается. Это еще раз подтверждает уже обсуждавшийся ранее вывод о том, что при осуществлении процесса в нестационарном режиме часто при увеличении размера зерна внутренний массоперенос оказывает меньшее влияние на выход продукта, чем межфазный теплообмен и теплоперенос внутри зерна катализатора. Например, по данным расчетов при увеличении диаметра зерен катализатора с 5 до 14 мм максимальная температура в слое уменьшается с 587 до 552°С. При этом средняй- за цикл выход аммиака увеличивается с 15,5 до 17,2%. Дальнейшего снижения максимальной температуры можно добиться за еявт использо- [c.213]

Рис. 2. Зависимость скорости реакции гидрогенолиза пропана от концентрации и размера зерна катализаторе а - 300°С б - 260ОС,

Следовательно, даже если отношение к к1 будет велико (что предпочтительнее), отношение наблюдаемых скоростей может быть значительно меньше, поскольку оно зависит от корня квадратного из к к . Поскольку, однако, гидрирование диенов идет на гладких поверхностях с большими константами скоростей, чем гидрирование ацетиленовых углеводородов, то при осуществлении этих конкурирующих реакций на пористом катализаторе более быстрая реак1да (с к- ) будет замедляться диффузией в узких порах сильнее (в у раз), чем более медленная реакция (с к ), т. е. при переходе от внутрикинетической во внутридиффузионную область селективность катализатора в отношении конкурентного гидрирования ацетиленовых соединений в присутствии диенов возрастает (тем сильнее, чем больше размер зерна катализатора и меньше его поры). Напротив, такой переход нежелателен для смеси этилен + ацетилен, так как на алюмопалладиевом широкопористом катализаторе именно ацетилен быстро и селективно гидрируется в этилен. [c.93]

Исследования влияний технологических параметров на образование парафинов при синтезе метанола на катализаторе СНМ-1 проведены в проточном однорядном реакторе [102]. Найдено, что скорость образования парафинов в области температур 240—260 °С минимальная. При температурах ниже 220 °С и выше 260 °С выход парафинов возрастает. При повышении давления от 5 до 10 МПа выход парафинов также растет. С уменьшением объемной скорости газа выход парафинов повышается, причем в большей степени при объемных скоростях до 5-10 ч . Увеличение размера зерна катализатора с 5x5 до 9X9 мм способствует повышению выхода парафинов. Состав исходного газа также влияет на образование насыщенных углеводородов с повышением восстановительного потенциала газа (т. е. с повышением содержания водорода и оксида углерода)] выход парафинов растет, а с повышением окислительного потенциала (т. е. с повышением содержания диоксида углерода) — падает. С повышением содержания в исходном газе водорода на 20% (об.) при содержании СО 12% (об.) и С0г5% (об.) и температуре 260 °С выход парафинов увеличивается в 2—3 раза, а при 240 °С выход парафиновых углеводородов от содержания водорода практически не меняется (рис. 3.29, а, давление [c.103]

Исследовано влияние объемной, линейной скорости и размера зерна катализатора на степень прсрращения сырья в интервале температур 670—850° С. Показано, что сте- (ень превращения значительно зависит от линейной скорости и размера зерна. Библиогр. 8, рис. 5, табл. 1. [c.157]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология