Ступенчатые реакторы идеального вытеснения

Ступенчатые реакторы идеального вытеснения [c.116]

Ниже рассмотрены примеры определения оптимальных условий в ступенчатых реакторах идеального вытеснения. [c.123]

Возможна также постановка оптимальной задачи, в которой требуется определить оптимальное число ступеней в реакторе. Правда, в последнем случае в качестве критерия оптимальности нужно использовать экономические оценки эффективности процесса, включающие стоимость затрат на дополнительное оборудование при увеличении числа ступеней аппарата. Очевидно, что оптимальным в смысле эффективности применения катализатора является ступенчатый реактор с бесконечно большим числом ступеней, так как при этом результирующий температурный профиль реактора приближается к опти-мальному профилю для одноступенчатого реактора идеального вытеснения (см. рис. П1-14). [c.124]

Необходимое увеличение объема реактора, обусловленное снижением скорости процесса, может быть получено за счет использования нескольких последовательно соединенных аппаратов, в результате чего, как это показано на рис. 16, б для случая трех ступеней, достигается ступенчатое снижение концентрации. Однако при заданной производительности объем реактора будет все-таки больше по сравнению с объемом реактора периодического действия (если не рассматривать времени загрузки и разгрузки) или по сравнению с объемом реактора идеального вытеснения. [c.83]

Пример 111-11. Для обратимой экзотермической реакции (111,194), проводимой в ступенчатом адиабатическом реакторе идеального вытеснения, имеющем N ступеней, найти минимальное время пребывания т реагентов в аппарате [c.131]

Далее будет выяснено, что реактор идеального вытеснения можно по ходу потока разделить на ряд секций, каждая из которых аналогична отдельному аппарату идеального смешения непрерывного действия, и вести расчет от ступени к ступени. Концентрации и степень превращения в реакторе меняются непрерывно и определение их возможно только методами дифференцирования и интегрирования, в большинстве случаев графического. При замене же реактора -идеального вытеснения каскадом аппа ратов идеального смешения эти величины меняются ступенчато и определяются простыми арифметическими действиями. Расчеты показывают, что их, точность тем больше, чем на большие количества по возможности меньших размеров будет разделена труба. Рекомендуется делить реакторы вытеснения сначала на 5 равных частей. Затем расчет следует повторить при п = 10. Если при переходе от 5 к 10 частям результат не меняется, то его следует считать точным, иначе надо увеличить п до получения одинакового результата. [c.47]

Сравнение реакторов двух типов. В змеевиковом реакторе, являющимся реактором идеального вытеснения, весь поток этилена находится в реакторе в течение одинакового времени, что в принципе должно способствовать более узкому молекулярно-массовому распределению получаемого полимера. Однако неравномерность распределения кислорода (основное количество кислорода расходуется в начальной зоне реакции) и изменение температуры по длине зоны реакции (см. рис. 10.4). приводит к получению полиэтилена с широким молекулярно-массовым распределением. В некоторых схемах практикуется ступенчатая подача в реакторы змеевикового типа жидких инициаторов, что улучшает молекулярно-массовое распределение получаемого полиэтилена (также как и позонный ввод этилена и кислорода). [c.556]

Площадь под ступенчатой линией (рис. 3.47, г) равна Ет,. Площадь под каждой ступенькой есть т, для соответствующего реактора. Очевидно, что суммарные условное время и объем реакторов в последовательной схеме меньще, чем в параллельной или в одном реакторе. Чем больще число реакторов в каскаде, тем меньше Ет,- в нем, приближаясь к т в в режиме идеального вытеснения. [c.287]

Оптимальное число ступеней в ступенчатом аппарате. При секционировании реактора режим движения реагентов приближается к режиму идеального вытеснения, в связи с чем при одной и той же производительности по целевому продукту затраты на сырье с уве- [c.166]

На рис, 4.4 представлены функции распределения / и , а также кривые отклика для реакторов различного типа при нанесении возмущений импульс-ной и ступенчатой форм [91]. Видно, что функции распределения для некоторого реального реактора представляют собой нечто среднее между соответствующими характеристиками идеальных реакторов вытеснения и смешения. При использовании безразмерного времени, определяемого в соответствии выражением (4.13), следует учитывать, что I (0) с1 ( ), Е (0) = хЕ ) [c.215]

Пример 111-11. Для обратимой экзотермической реакции (III, 194), проводимой в ступенчатом адиабатическом реакторе идеального вытеснения, имеющем N ступеней, найти минимальное время пребывания х реагентов в аппарате и распределение его по ступеням, обеспечивающее заданную степень превращения исходпого реагента А. [c.125]

Для случая неаднабатнческих реакторов и реакторов, снабженных рубашками, простейший метод, позволяющий в первом приближении учесть изменение температур, предусматривает допущение о локализации этих градиентов у стенки. Иными словами, предполагается, что по поперечному сечению реагирующей среды температура системы имеет постоянное значение Т( (как это имеет место в реакторе идеального вытеснения), но у стенки она меняется до значения Тц7, причем изменение носит ступенчатый характер (рис. 10,г). Такое допущение, несомненно, является весьма грубым, хотя оно и лучше допущения о равенстве и Т у. С учетом сказанного расчет адиабатического реактора проводят так же, как и реактора идеального вытеснения (как это указано в 2.2, а также в Приложении II к настоящей главе), с той лишь разницей, что теперь в уравнение теплового баланса вводится член, характеризующий теплопередачу через стенку. Для наглядности рассмотрим цилиндрический реактор вытеснения, у которого 11А — площадь стенки, соответствующая элементу объема реактора с1Уг, приведенного на рис. 9. Если г — радиус цилиндра, то нетрудно видеть, что ёА =2с1Уг/г. Следовательно, количество тепла, перенесенного от среды к стенке в элементе йУг, будет равно [c.54]

Применение диффузионной модели для расчета реакторов с неидеальным движением жидкости. С-кривые. В случае импульсной или ступенчатой формы возмущения по подаче трассёра в поток вытеснения с продольной диффузией решение уравнения (IX,22), в которое в качестве параметра входит интенсивность диффузий, дает семейство С- или Р-кривых. Параметром, однозначно характеризующим осевое смешение, является комплекс 01и1 — безразмерный параметр реактора или сосуда. Этот параметр изменяется от нуля для реактора идеального вытеснения до бесконечно большого значения для проточного реактора идеального смешения его обратная величина аналогична эффективному продольному критерию Пекле, для массопередачи. Графически соответствующие кривые представлены на рис. 1Х-12 и 1Х-13. [c.259]

При любых значениях а и к к в реакторе идеального вытеснения достигается наибольший выход целевого продукта. Однако, реактор идеального вытеснения можно осуществить на практике лишь с большей или меньшей степенью приближения в виде каскада из нескольких аппаратрв идеального смешения, т е как многоступенчатый аппарат Как расчетом, так и экспериментально установлено, что 4-х и 5-ти ступенчатый аппараты по эффективности уже мало отличаются от аппарата идеального вытеснения. [c.50]

Если основная реакция и реакция коксообразования—неконкурирующие (например, кокс образуется из целевого продукта, обладающего высокой коксогенностью и являющегося промежуточным в последовательной схеме), то процесс целесообразно проводить в реакторе идеального вытеснения, ступенчато, с невысокой степенью превращения за проход и с выделением продукта между ступенями. Возможно также применение средств, усиливающих саморегенерацию катализатора, например, разбавление водяным паром, В случае сопряженных реакций целесообразно для снижения коксообразования дополнительно вводить водород. [c.252]

Рассмотрим гидрирование бутадиена на никелевом катализаторе [17] в нестационарных изотермических условиях. Опыты осуществлялись в проточном реакторе при температуре 70°С. Теоретические расчеты проводились по модели идеального вытеснения в изотермических условиях. При этом учитывалось распределение концентраций бутадиена, бутена, водорода и бутана, а также концентрации трех предполагаемых промежуточных веществ на поверхности катализатора. Входные концентрации На и С4Н6 изменялись ступенчатым образом в противофазе друг к другу, причем суммарная концентрация водорода и бутадиена сохранялась постоянной. В качестве эталона для сравнения был выбран найден- -нып теоретически и проверенный экспериментально оптимальный стационарный режим, имеющий такие показатели степень превращения 50%, селективность образования бутилена 60%. Переход к нестационарному способу ведения процесса дал увеличение [c.35]

Реакционные устройства классифицируются по следующим признакам по характеру действия - периодические и непрерывные в зависимости от направлений потоков реагентов или катализаторов — прямоточные, противоточные и ступенчато-противоточные в зависимости от гидродинамических особенностей — аппараты идеального вытеснения, идеального смешения и частичного смешения по термодинамическим признакам — реакторы изотермические, адиабатические и политропи-ческие по назначению — реакторы риформинга, каталитического крекинга, гидрокрекинга, регенераторы, коксовые камеры, реакционные змеевики печи пиролиза и т.д. [c.621]

Для экзотермических реакций Кс падает с температурой, и поэтому двучлен в квадратных скобках уменьшается с повышением как степени конверсии, так и температуры, дричем пр№ приближении к равновесию он стремится к нулю. Когда движущая сила обратимой реакции (Хд—Хк) еще велика, повышение температуры сказьсвается главным образом на увеличении константы скорости, и г= Сд, о(- д—Хх) растет. Однако при малом значении (Хд—Хд) для повышения скорости становится выгодным увеличить эту разность, т. е. понизить температуру реакции. Следовательно, при каждой степени конверсии,, кроме Хд=0, для обратимой экзотермической реакции имеется некоторая температура, при которой скорость процесса и производительность реактора максимальные (рис. 86). Эта температура тем ниже, чем выше степень конверсии, и для данного случая выгоден постепенно понижающийся профиль температур (рис. 87), Последнее относится к реакторам периодического действия и идеального вытеснения. При безградиентных условиях, когда реактор работает при постоянной температуре, оптимум последней определяется ординатой кривой при заданной степени конверсии, а при использовании каскада реакторов полного смешения температуру нужно менять ступенчато в соответствии с принятой для каждого реактора степенью конверсии. [c.329]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология