Основные типы процессов, протекающих в потоке

В главе VII на основе анализа математических моделей основных типов химических процессов, а также технологических режимов экзотермических процессов (включая автоматизированные) устанавливается, что эти режимы выбирают такими, при которых в случае возмущений в материальных и тепловых потоках процесс протекает устойчиво вследствие самовыравнивания по всем параметрам. Однако это приводит к громоздкости, большой металлоемкости и конструктивной сложности аппаратурного оформления процесса. [c.10]

Конечно, скорость самой реакции одинакова в аппаратах обоих типов. Однако реакции в потоке протекают обычно с изменением объема, поэтому одним из основных вопросов является определение продолжительности процесса. В простейшем случае предполагается идеальное вытеснение, так что любая частица движется только в направлении основного потока в реакторе и обратного смешения не происходит. [c.140]

Здесь Р — амплитуда, а — соответствующая скорость изменения амплитуды колебаний, которая реализовалась бы, если бы процесс i протекал изолированно от других процессов. Члены с положительными 8/ являются источниками усиления, а члены с отрицательными 8г — источниками потерь акустической энергии. При 8>1 колебания нарастают и система неустойчива. Для удобства можно принять, что индекс i относится к одному из семи процессов, перечисленных выше. Относительный вклад различных факторов сильно зависит от моды колебаний, размера двигателя, типа ТРТ и т. д. Тем не менее наиболее важными факторами являются динамическая реакция (основной показатель неустойчивого горения) и демпфирование вследствие рассогласования фаз в потоке (часто — основной источник акустических потерь). [c.118]

На тип изотермы отравления оказывает влияние соотношение областей кинетики основной реакции и кинетики адсорбции яда. Если реакция протекает в кинетической области, то изотерма отравления может быть линейной по отношению к количеству поглощенного яда вне зависимости от области протекания адсорбции последнего. Если реакция и адсорбция яда из потока протекает во внутридиффузионной области, то реакция будет сильнее тормозиться первы.ми порциями яда. Это обусловлено тем, что в рассматриваемом случае в первую очередь происходит отравление верхних слоев зерна катализатора, создавая дополнительно диффузионное сопротивление. При диффузионной кинетике реакции и адсорбции яда в кинетической области отклонения от линейности, не слишком сильные, связаны с большим влиянием последних порций яда из-за перевода процесса в кинетическую область. Интересен случай, реализуемый только при самоотравлении, например за счет закоксовывания. Если оба процесса, реакция и адсорбция, протекают в диффузионной области, то заметное влияние будут оказывать только последние порции яда. Это понятно, поскольку яд, диффундируя из центра зерна, оказывает влияние на диффузионное сопротивление реакции лишь в конце своего накопления. Изложенные закономерности полностью приложимы при первом и близком к нему порядке основной реакции в других случаях они могут быть сильно искажены. [c.99]

При адиабатическом режиме отсутствует теплообмен с окружающей средой. Выделение или поглощение в результате. реакции тепла приводит к соответствующему изменению температуры реакционной смеси и, следовательно, отклонению ее от оптимальной. Поэтому применение истинных адиабатических реакторов ограничено процессами, протекающими с небольшими тепловыми эффектами. Гораздо чаще для компенсации потерь или отвода избытка тепла применяют различные теплоносители или хладоагенты, смешиваемые с потоком реагирующего вещества (избыток реагирующего вещества с иной температурой, чем у основного потока, инертный разбавитель — газ и т. п.) или являющиеся предварительно нагретыми или охлажденными твердыми телами, непосредственно контактирующими с реакционной смесью (катализатор, насадка из инертных материалов, гранулированный движущийся теплоноситель). Хотя в таких аппаратах имеет место теплообмен при непосредственном контакте с теплоносителем или хладоагентом, их принято называть формально адиабатическими. Эти аппараты выгодно отличаются простотой конструкции от реакторов с теплообменом через стенку. Они обычно являются емкостными цилиндрическими, коническими или шаровыми, в которых слой катализатора расположен на решетке. Если процесс осуществляется при атмосферном давлении, то аппарат может быть выложен из кирпича аппараты, работающие под давлением, изготовляются из стали. Условия теплообмена в реакторах рассматриваемого типа очень благоприятны, так как имеет место непосредственный контакт газа с катализатором, на поверхности которого протекает реакция, сопровождающаяся выделением или поглощением тепла. Источником тепла в случае эндотермических процессов может служить либо сам газ, либо катализатор, а в случае экзотермических процессов хладоагентом может быть только реагирующая газовая смесь. [c.86]

Один и тот же типовой процесс можно реализовать в аппаратах различного вида. Правильный выбор типа и размеров аппарата для осуществления типового процесса позволяет наиболее рационально организовать всю технологическую последовательность переработки сырья. В ряде случаев для проведения основных процессов можно применять аппараты, одинаковые по конструкции, например ректификационную колонну и десорбер. Иногда в одном аппарате могут одновременно протекать несколько процессов например, в реакторе каталитического крекинга протекают процессы химического превращения сырья, транспорт катализатора потоком паров, сепарация катализатора из потока паров. Следует отметить, что всем типовым процессам сопутствуют гидравлические и теплообменные процессы. [c.7]

Аппаратурное оформление. Основные стадии процесса протекают в аппаратах непрерывного действия шахтного типа, с противоточны.м контактированием мелкозернистой твердой фазы и жидкой (раствор сырья, десорбент) колонные аппараты расположены соосно (адсорбер над десорберол ) для сохранения непрерывности потока движущегося адсорбента. Растворитель удаляют из пульпы в кипящем слое мелкозернистого адсорбента, создавае.мо.м острым перегретым водяным паром в секционированной ступенчато-противоточной сушилке. [c.52]

Комплексоны снижают активность алкогольдегидроге-назы (цинк), цитохром-с-редуктазы (железо), аскорбино ксидазы растений (медь) и др. Изучение свойств некоторых комплексных соединений металлов (Л. А. Николаев)) показало, что и относительно простые и довольно лабильные комплексы,способны проявлять высокую каталитическую активность и являются хорошими моделями активных групп металлсодержащих ферментов. Вместе с тем большое число этих комплексов и их высокая чувстви тельность к изменению природы лиганда делают понятным, почему соединения этого класса обязательно должны быть вовлечены в жизненный круговорот. Порфири-новые комплексы играют в поддержании процессов жизни важную роль не только потому, что магниевый комплекс такого типа хлорофилл осуществляет управление потоками солнечной энергии, направляя их на работу синтеза в фотосинтезирующих организмах, а гемоглобин и ряд ферментов выполняют важные функции, но еще и потому, что образование ДНК — основного кодирующего вещества — протекает по всем данным с участием порфи-ринового комплекса кобальта (витамина В12) [c.182]

Быстрые химические процессы полимеризации изобутилена эффективно протекают в потоках в трубчатых турбулентных аппаратах струйного типа. Использование трубчатых аппаратов диффузор-конфузорной конструкции [22] решает чрезвычайно важную проблему, связанную с созданием и обеспечением по всей длине аппарата развитого турбулентного смешения, в том числе и при работе с высоковязкими жидкостями. При применении трубчатого цилиндрического аппарата постоянного диаметра, как уже отмечалось (см. раздел З.2.), уровень турбулетности потока зависит от способа и геометрии ввода реагентов и на начальных участках быстро снижается по мере удаления от входа в аппарат (рис. 3.35, а). Диффузор-конфузор-ный канал позволяет поддерживать высокие значения параметров турбулентности, в частности кинетической энергии К, ее диссипации , коэффициента турбулентной диффузии и т.п., по всей длине трубчатого аппарата, изготовленного из нескольких диффузор-конфузорных секций (диаметр конфузора к диффузору 1 2) строго лимитированной протяженности (рис.3.35, б). Таким образом, в аппаратах этой конструкции параметры турбулентности определяются турбулизацией, возникающей за счет геометрии каналов, при этом они на порядок и более выше уровня турбулентности, создаваемой в объемных реакторах смешения при использовании даже самых эффективных механических устройств. Кроме того, и это важно, высокая турбулентность в зоне реакции при применении трубчатых аппаратов струйного типа диффузор-конфузорной конструкции решает важную проблему, связанную с отрицательным влиянияем высоковязких потоков на технологические показатели промышленных процессов. В этих условиях движение жидкостей, в том числе и высоковязких, отличается чрезвычайной нерегулярностью и беспорядочным изменением скорости в каждой точке потока, непрерывной пульсацией, обусловленных каскадным процессом взаимодействия движений разного масштаба - от самых больших до очень малых при этом в турбулентном потоке при гомогенизации среды основную роль играют крупномасштабные пульсации с масштабом порядка величин характеристических длин, определяющих размеры области, в которой имеется турбулентное движение [23 [c.184]

Жидкофазные каталитические процессы в указанном плане обладают рядом особенностей, однако принципиальные отличия этих реакций от газофазных здесь проявляются тогда, когда поток реагентов становится двухфазным или многофазным, т. е. когда реакции на катализаторе протекают между жидкостью и газом или двумя несмеши-вающимися жидкостями. Мы здесь рассмотрим только последние случаи, поскольку к однофазному жидкостному потоку с точностью до абсолютных значений коэффициента приложимы закономерности и уравнения, выведенные для газофазных гетерогенно-каталитических процессов. Ограничимся наиболее часто встречающимися случаями двухфазного потока реагентов, в основном потока жидкость—газ. Качественно, без потери общности, можно принять за основу сумму явлений, имеющих место при газо-жидкостной реакции типа А+В— на твердом катализаторе, соответствующей таким реакциям, как гидрирование, алкилирование ароматики низшими олефинами и т. п. Газообразное вещество А для того, чтобы достигнуть твердой поверхности, на которой протекает реакция, должно сперва перейти из дисперсной (газовой) фазы в сплошную (жидкую) фазу, а затем раствориться в ней. После этого вещество А должно продиффундировать через систему капилляров в зерне катализатора и, наконец, сорбироваться на поверхности катализатора. Вещество В из жидкой фазы должно продиффундировать только через капилляры и затем сорбироваться на поверхности. Образовавшееся на поверхности вещество С должно десорбироваться и, продиффундировав через капилляры, выйти в объем. Таким образом, в многообразных жидкостных системах возникает принципиально новая стадия — стадия межфазной диффузии, частично или полностью определяющая общую скорость каталитического процесса. Скорость этой стадии зависит как от поверхности контакта между фазами, так и от величины эффективных коэффициентов диффузии компонентов реакции из одной фазы в другую. [c.76]

Высокая степень контакта между газом и жидкостью достигается в реакторах пленочного типа, в которых жидкость стекает тонкой пленкой по внутренней поверхности труб. Такие аппараты удобны для проведения процессов, протекающих в диффузионной области. Хотя, как уже отмечалось, это не свойственно для органических реакций, тем не менее иногда важно, чтобы в процессе синтеза диффузионные сопротивления были минимальными. В частности, таковы процессы, сопровождающиеся образованием летучих веществ, подлежащих удалению из реакционной среды. На рис. И1. 39 изображен 19-трубный аппарат пленочного типа, успешно применяемый для синтеза алкоксисиланов из хлорсиланов и спиртов. Реактор состоит из реакционной камеры 1, служащей одновременно распределительным устройством, и трубчатки 2. В камере 1 протекает основное превращение, реакционная жидкость вытекает через калиброванные ниппели 5 в переливные камеры 4 (индивидуальные для каждой трубы) и далее равномерной пленкой стекает по внутренней поверхности рабочих труб. Навстречу пленке жидкости движется поток инертного газа, а в межтрубное пространство трубчатки подается теплоноситель. В результате создаются благоприятные условия для десорбции хлори-стого водорода и реакция завершается. 44нертный г вместе е— хлористым водородом через газовыводящие трубы отводится из аппарата. [c.114]