Эффективная диффузия

Чтобы реализовать активное состояние и извлечь из него максимальную выгоду для процесса должны быть изучены дисперсный состав сырья, выявлены особенности структурных изменений сьфья в процессе нагрева, в частности в атмосфере водорода. Необходимо подобрать оптимальную скорость подъема температуры с минимальной длительностью нагрева для создания условий эффективной диффузии сырья в поры катализатора и эвакуации продуктов реакции с минимальными вторичными превращениями. Это является весьма сложной задачей, для решения которой должны быть использованы все современные инструментальные методы исследования нефтяных дисперсных систем с привлечением математических методов. [c.27]

В целом эффективность процесса каталитического гидрооблагораживания зависит от двух основных факторов диффузии и активности активных центров катализатора. Диффузия определяется распределением пор катализатора по размерам проходных сечений и распределением молекул дисперсионной среды, сольватной оболочки и частиц ядра ССЕ по размерам. Эффективная диффузия обеспечивается размерами пор, а активность поверхности количеством активных центров и промоторами для каждой реакции превращения гетероатомных соединений. Эти факторы и должны учитываться при разработке эффективных катализаторов. [c.70]

Исследователи диффузионных жидкофазных процессов, протекающих в порах катализатора при переработке тяжелых видов сырья, установили наличие определенных затруднений, снижающих эффективную диффузию компонентов сырья к активным центрам. Бели диаметр молекул или частиц сырья приближается к диаметру пор, например при соотношении диаметров молекул и пор 1 10 и ниже возникает затрудненный, или конфигурационный режим диффузии [30]. При таком режиме молекулы перемещаются под постоянным воздействием стенок пор, за счет чего диффузия замедляется. По аналогии с кнудсеновской диффузией, характерной для газофазных каталитических реакций, взаимодействие молекул и частиц жидкой фазы со стенками пор является весьма важным. [c.79]

На основе анализа кривых дезактивации катализатора, полученных при различных условиях процесса и на разных образцах катализатора, взятых с разл№шых точек реактора, высказывается мнение [ИЗ] о различной реакционной способности металлсодержащих соединений. Реак-1ЩЯ деметаллизации представляется рядом параллельных реакций, скорость которых определяется эффективностью диффузии металлсодержащих соединений и их реакционной способностью. [c.129]

Для полного расчета реактора требуется знание начальных и граничных условий, таких как характер теплопередачи у стенок реактора или заданные температуры стенки. Для получения численных решений необходимы экспериментальные данные по коэффициенту трения, эффективной теплопроводности и эффективной диффузии, или по коэффициентам тепло- и массопередачи. Обзор данных для неподвижного и кипящего слоев твердых частиц приведен ниже. [c.245]

Таким образом, сложные процессы в колонке мы характеризовали тремя коэффициентами диффузии—продольной (0 ), вихревой (Ьв) и эквивалентной задержке массообмена (Г> ). Коэффициент общей эффективной диффузии равен [c.582]

Это уравнение показывает, что коэффициент эффективной диффузии является сложной функцией линейной скорости потока газа. [c.582]

Теперь можно учесть влияние эффективной диффузии на размывание хроматографической полосы и получить соответствующее уравнение хроматографической кривой с=1(х, О, где с—концентрация компонента в газе, дс—расстояние от входа в колонку, а <—время. [c.583]

Как мы видели, в газохроматографической колонке, кроме молекулярной диффузии вдоль потока газа, происходят еще процессы переноса молекул интересующего нас компонента со струями газа, омывающими зерна насадки (вихревая диффузия), и процессы массообмена с неподвижной фазой. Выше было показано, что все эти процессы вместе можно описать как эффективную диффузию с коэффициентом Это дает нам возможность использовать для кривой размывания с=-[(х, о интеграл уравнения [c.583]

В выражение для общего коэффициента эффективной диффузии Дэ, кап. в капиллярной колонке нужно ввести член О для продольной диффузии [и этом случае, как отмечено выше, 7= , см. выражение (79)], член Од для динами ческой диффузии и, как и для колонки с насадкой, член ) для диффузии, эквивалентной задержке массообмена газа с неподвижной фазой [c.588]

Подставив это выражение для коэффициента эффективной диффузии в выражение (97), получим [c.588]

Кинетическая функция ш ( , Т) в моделях обоих реакторов представлена уравнением Темкина с параметрами, соответствующими типу используемого катализатора. Фактор эффективности диффузии т] (Т) определяется по аналитическому решению уравнения диффузии для реакции первого порядка. Для описания скорости снижения активности GTK и НТК в условиях эксплуатации катализаторов на крупнотоннажных агрегатах принята модель независимой дезактивации, описываемой уравнением da/dx = [c.335]

Имеются в виду коэффициенты эффективной диффузии газа в псевдоожиженном слое. — Прим. ред. [c.260]

Массопередача осуществляется не только молекулярной, но и турбулентной диффузией. В качестве кинетической характеристики принимается коэффициент эффективной диффузии D , равный сумме коэффициентов молекулярной D и турбулентной диффузий т. е. [c.241]

Аналогично выражению (1) можно записать неравенство, выполнение которого будет определять область несущественного влияния того илп иного фактора, например эффективной диффузии или теплопроводности внутри пористого зерна катализатора, на нестационарный и в частном случае на стационарный режим. Что касается исследования близости решений щ и Um в окрестности начальных точек для сингулярно возмущенных систем, то выбор начальных условий, являющихся решением стационарной задачи, позволяет избежать рассмотрения временного пограничного слоя и сращивания внешнего и внутреннего асимптотических разложений [13]. [c.8]

Эффективная диффузия в разреженной фазе [c.49]

Методом моментов можно получить выражение связи коэффициента эффективной диффузии О, с параметрами циркуляционной модели [c.54]

Наличие переменной времени I в правой части (21) указывает на различный характер решений двух моделей. С увеличением Р, это различие уменьшается. При временах i > 1/р, после внесения возмущения коэффициент эффективной диффузии О, в (21) перестает зависеть от расчеты по двум моделям дают близкие результаты. [c.54]

Приближенное решение задачи (5.1), в которой входная концентрация изменяется по какому-нибудь периодическому закону отыскивалось в предположении малой величины степени превращения на выходе из реактора. Была, в частности, доказана слабая зависимость эффективности нестационарного процесса от эффективной диффузии по длине слоя катализатора, определяемой величиной Ре в первом приближении величина Дж вообще не зависит от параметра Ре. Если учесть, что для реальных слоев катализатора значение Ре 50, то это влияние будет слабо проявляться и во втором приближении. Однако все же представляет интерес оценить это влияние, тем более что возможен случай, когда величина Ре будет достаточно малой. [c.127]

Величина Ц в промышленных аппаратах близка к единице. Из-за невозможности точного описания движения газа и твердых частиц перемешивание обычно описывают диффузионной моделью п характеризуют коэффициентом осевой (продольной) эффективной диффузии [1, 5, 6]. Каких-либо обобщенных зависимостей для расчета этих величин пока нет. [c.35]

Коэффициент осевой эффективной диффузии твердых частиц характеризует перемещение твердых частиц навстречу потоку газа. [c.35]

Величину его определяли экспериментально с помощью меченых частиц. Приведены [5] результаты определения различными авторами коэффициентов эффективной диффузии, которые меняются в достаточно широком диапазоне [c.35]

Разноречивы мнения о роли твердых частиц в механизме перемешивания газа. Одни [6, 22 считают, что порции газа чисто механически захватываются частицами, движущимися навстречу основному потоку газа, другие [23, 24] указывают на преимущественно адсорбционный характер переноса газа пористыми частицами. Такие выводы сделаны но результатам экспериментов с непористыми материалами. Вероятно, в зависимости от гидродинамического режима (пузырчатый и агрегатный) удельный вес того и другого механизма различен, а в общем рассмотрении оба они имеют место. Так же, как и для твердых частиц, при описании перемешивания газа применяют диффузионную модель, когда степень перемешивания характеризуется через коэффициент осевой эффективной диффузии Величину этого коэффициента определяют опытами с трассирующим газом. При этих опытах на какой-то высоте над газораспределительной решеткой по оси аппарата вводят газ-трассер, например, гелий или углекислый газ. По высоте и радиусу слоя ниже и выше точки ввода трассера отбирают и анализируют пробы газовой смеси. Характер распределения концентраций трассера по разным сечениям иллюстрируют [25] кривые рис. 22. [c.35]

Качественно можно отметить, что % возрастает с уменьшением размера зерен d и константы скорости реакции к с увеличением коэффициента эффективной диффузии D , радиуса пор и порядка реакции п. Количественно ils определяется из уравнений (11.39)—(11.50). [c.92]

Каково значение коэффициента эффективной диффузии при абсорбции бензола каменноугольным маслом в пенном аппарате при 250 °С Скорость газа в полном сечении аппарата 2,1 м/с. плотность орошения 6 ы /(и -ч), высота исходного слоя жидкости 25 мм. [c.221]

Эффективная внешняя диффузия реагирующих веществ из ядра потока к поверхности зерен катализатора. При этом коэффициент эффективной диффузии Оэ слагается из коэффициентов нормальной (молекулярной) диффузии О и турбулентной (конвективной) диффузии От 18]. Последний называют также коэффициентом перемешивания, так как От действительно выражает конвективный перенос вещества, вызванный турбулентным движением потока в слое катализатора. В производственных аппаратах обычно преобладает турбулентная диффузия. [c.28]

Показано что в промышленных реакторах с неподвижным слоем катализатора, где длина слоя много больше диаметра зерна катализатора, осевой перенос вещества и тепла в результате эффективной диффузии и теплопроводности в отличие от конвективного переноса очень мал и, как правило, может не учитываться. [c.42]

Количество -го компонента, уходящего через поверхность выделенного объема в результате эффективной диффузии в единицу времени [c.42]

Приведенные выше краткие сведения о входящих в состав нефтяных остатков химических соединениях, свидетельствует о крайней сложности их химического состава. Наличие широкой гаммы углеводородов различных гомологических рядов, разнообразный качественный и количественный состав гетероатомных соединений с широким диапазоном изменения физико-химических свойств, позволяет отнести нефтяные остатки к особому классу нефтяных дисперсных систем. Исходя из того, что основные химические реакщш каталитического гидрооблагораживання осуществляются на активной поверхности полидисперсных катализаторов с развитой структурой пор, наличие сведений лишь о компонентном составе сырья недостаточно. Эффективность процесса, который в общей форме может быть представлен, как результат взаимодействия двух дисперсных систем сырье — катализатор, зависит от эффективной диффузии молекул к активным центрам и в целом определяется тем, насколько эффективно используется вся активная поверхность катализатора. [c.21]

Скорость конфигурационной диффузии, определенная по скорости молекул различных размеров, возрастает приблизительно пропорционально увеличению размеров пор. Значение коэффициента конфшурационной диффузии или, как еще его принято назьгеать, коэффициента эффективной диффузии (/>эф), может быть представлено в виде [60] [c.79]

Нацдено, что эффективная диффузия никелевых соединений почти в два раза выше ванадиевых. [c.130]

Обратим теперь внимание на то, что теория эффективной диффузии и массообмена приводит к тому же виду уравнения хроматографической полосы (89), что и теория тарелок [см. уравнение (67)], т. е. к уравнению Гаусса. Это позволяет легко связать друг с другом эти теории и выразить основную величину, применяемую в теории тарелок,—высоту эквивалентной теоретическоЛ гарелки Н через эффективный коэффициент диффузии D , а следовательно, через скорость и газа. Действительно, из уравнения (67) теории тарелок следует, что на высоте хроматографической кривой с=/(р), равной г" =0,368 [c.584]

Приравнивая выражения для полуширины полосы (выраженной в однна-1чОвых единицах объема) из теории тарелок [уравнение (94а)] и из теории эффективной диффузии [уравнение (93)], получаем [c.584]

Таким образом, коэффициент эффективной диффузии в капиллярной колонк< линейно зависит от квадрата скорости потока газа и квадрата диаметра капилляра. [c.588]

Динамические характеристики. Из-за внешних воздействий и (или) изменений внутренних свойств каталитического процесса и реактора температурные и концентрационные поля в слое катализатора меняются во времени. При этом, как уже отмечалось, те параметры, влияния которых в стационарном режиме можно было не учитывать, часто оказываются существенными в нестационарном процессе. К таким параметрам можно отнести, например, эффективную диффузию вещества вдоль слоя катализатора, массоемкость и теплоемкость слоя, неравнодортупность наружной поверхности зерна, внешний тепло- и массообмен. В стационарном режиме значительное число факторов воздействует на состояние системы независимо и часто аддитивно. Это позволяет попользовать более узкие модели и эффективные параметры, отражающие суммарное влияние этих факторов. В нестационарном режиме степень влияния этих факторов может быть ииой и, кроме того, сильно зависеть от состояния системы. Влияние этих факторов необходимо учитывать порознь. Так, например, дисперсию тепла вдоль адиабатически работающего слоя катализатора в стационарном режиме вполне достаточно представить коэффициентом эффективной продольной теплопроводности. В нестационарном режиме это недопустимо — необходимо учитывать раздельно перенос тепла по скелету катализатора, теплообмен между реакционной смесью и наружной поверхностью зерна и иногда — перенос тепла внутри пористого зерна. Из-за инерционных свойств в нестационарном режиме имеют место большие, чем в стационарном режиме, градиенты температур и концентраций на зерне и в слое катализатора, что приводит, например, к отсутствию пропорциональной зависимости между температурой и степенью превращения, пепродол5кительному, но большому перегреву у поверхности зерна с наилучшими условиями обмена. Сдвиг по фазе между температурными и концентрационными полями иногда приводит к возникновению колебательных переходных режимов и даже устойчивых предельных циклов. Это мо- [c.77]

Эффективная внешняя диффузия молекул А и В из ядра потока газов к поверхности зерна (см. стр. 56). 11ри этом коэффициент эффективной диффузии слагается из коэффициентов нормальной молекулярной диффузии О и турбулентной (конвективной) диффузии [10]. В кипящем слое вследствие сильного перемешивания превалирует Для данной степени перемешивания 0 определяется экспериментально О вычисляется по формуле (11.36 а) или другими способами. [c.68]

Пример 10. Определить коэффициент эффективной диффузии (коэффициент перемешивания) при абсорбции аммиака водой й пенном аппарате при 20 °С. Скорость газа в аппарате 2 м/с плЬт ность орошения 5 м /(м -ч) высота исходного слоя ЖиД1состй 20 мм. [c.169]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология