Моделирование процесса конверсии

Представлены теоретические основы и технология производства технического водорода и синтез-газов для получения аммиака, метанола и других п1)одуктов, а также заменителя природного газа. Рассмотрен способ паровой каталитической конверсии углеводородов в трубчатых печах и очистки конвертированных газов. Описаны конструкции трубчатых печей. Данн основы математического моделирования процессов конверсии, адиабатических реакторов и трубчатых печей. [c.2]

При техническом пиролизе в змеевике трубчатой печи глубина процесса (конверсия) может и не достигать 100%, т. к. процесс протекает с конечной скоростью, требует подвода большого количества тепла. Вместе с тем технический процесс сопровождается вторичными реакциями уплотнения. Все это должно быть учтено при моделировании технического процесса. Мы рассмотрим поэтому методы получения кинетических уравнений и математического описания технического процесса. [c.249]

Следует ожидать, что при меньших начальных закоксованностях и более высоких концентрациях кислорода достижение максимального разогрева сместится в область конверсий углерода порядка 10%. Это отмечается в литературе [145, 150, 151] и получено в работе [153] с помощью изотермической модели. В любом случае характер распределения температуры после достижения максимального разогрева близок тому, который предсказывается при теоретическом исследовании [158] квазистационарных решений для экзотермических процессов. Последнее наводит на мысль о возможности применения приближения квазистационарности для уравнения теплового баланса. Правда, при таком подходе пропадает качество описания переходного периода на зерне формирование у внешней поверхности крутого температурного фронта и его последующее движение к центру зерна, сопровождающееся перестройкой температурного профиля по радиусу. С другой стороны, достаточно надежные результаты получены с помощью изотермических уравнений вида (4.14), которые не учитывают влияние теплопереносов на зерне в ходе всего процесса. Трудно априори отдать предпочтение одной из моделей изотермической или квазистационарной. При моделировании процесса регенерации на зерне катализатора было использовано квазистационарное приближение для уравнения теплового баланса. С учетом сказанного выше математическое описание процесса выжига кокса на зерне катализатора представляется следующей системой уравнений [c.74]

Ю.Л.Вяткиным и др. /46 - 4 проведено моделирование процесса паровой конверсии метана в изотермическом шаровом пористом зерне катализатора, т.е. изменение температуры по радиусу не учитывалось и уравнение (3.41) опускалось. [c.70]

Значение aQ невелико, но при детальном моделировании процесса паровой конверсии метана на зерне необходимо учитывать х ради-ент температур по радиусу зерна. Это может изменить фактор эффективности до 20-30 в сторону уменьшения. [c.76]

Вяткин Ю.Л., Бесков B. . Моделирование процесса паровой конверсии метана в зерне катализатора. - Теорет.основы хим.технологии, 1975, 9. № 4, сТ 535-540. [c.304]

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ПАРОКИСЛОРОДНОЙ КОНВЕРСИИ ПРИРОДНОГО ГАЗА В НЕПОДВИЖНОМ СЛОЕ КАТАЛИЗАТОРА [c.211]

Полученную систему кинетических уравнений нельзя решить без применения электронных вычислительных машин более того, решение даже с помощью вычислительных машин является довольно сложной задачей. Проведенные в Вычислительном центре АН СССР расчеты на машине Урал-2 показали вполне удовлетворительную сходимость вычисленных по кинетическим уравнениям показателей процесса дегидрирования бутилена на катализаторе К-16 с экспериментальными данными, полученными на Куйбышевском заводе синтетического каучука [255]. Полученную систему уравнений использовали для моделирования процесса на аналоговых машинах (например, наМН-14) и в этом случае наблюдали [256] хорошую сходимость расчетных и опытных величин по конверсии отклонения не превышали 4%, а по перепаду температуры в адиабатическом реакторе — 8—9%. Имеются и другие работы по математическому моделированию процесса дегидрирования бутилена на катализаторе К-16 с использованием приведенных выше уравнений [257, 258]. [c.125]

Константы элементарных стадий были выбраны по литературным сведениям как аррениусовские функции температуры эффективность инициирования / была принята равной 0,6 влияние растворителя на константу обрыва было учтено введением корректирующего фактора Фр, найденного эмпирически из условия минимизации отклонения экспериментальных и расчетных данных. Точно также для корректирования модели при высокой вязкости среды Т1 оказалось необходимым ввести эмпирические соотношения типа вязкость — конверсия и константа обрыва — вязкость. В работе приводятся обширные экспериментальные сведения по корректированию и проверке модели в широком диапазоне изменений условий полимеризации. При переходе к непрерывному процессу экспериментально обоснована модель идеального смешения на модельных жидкостях в широком диапазоне вязкостей (обратим еще раз внимание на то, что при этом не может быть различена степень сегрегации) в опытном реакторе. При переходе к промышленному реактору гидродинамика его была представлена комбинированной моделью из трех объемов идеального смешения, вытеснения и застойного. Соотношения объемов подобраны экспериментально из условий совпадения степени конверсии, вычисленной теоретически и измеренной экспериментально. Подробно исследован каскад реакторов и различные способы его реализации (число ступеней, влияние рецикла на ММР) [124]. Таким образом, в анализируемом цикле исследований дано подробное моделирование процесса полимеризации на кинетическом и гидродинамическом уровнях применительно к промышленному процессу. Собственно математическая модель приводится только для кинетического уровня при периодическом процессе, а экспериментальные данные и сопоставление с моделями — как для периодического, так и для непрерывного процесса в установившемся состоянии. [c.242]

Существенный прогресс в решении проблемы определения композиционной неоднородности продуктов полимераналогичных реакций был достигнут в работах [22—25] благодаря математическому моделированию процесса на ЭВМ методом Монте-Карло. Это дало возможность с хорошей точностью определить величину композиционной неоднородности продуктов при различных значениях параметров процесса, что позволило, в свою очередь, провести исследование зависимости ее от соотношения кинетических констант и степени превращения (конверсии). Следует отметить, однако, что расчеты численным методом Монте-Карло связаны со значительными затратами машинного времени [4]. В то же время, использование этого метода позволило оценить степень точности различных приближенных решений. На основании хорошего совпадения с результатами численного расчета методом Монте-Карло в работах [4, 24, 25] для описания композиционного распределения в приближении эффекта соседних звеньев было предложено так называемое модифицированное марковское приближение . Оно состоит в том, что параметры марковского закона в приближенной формуле для дисперсий нормального распределения, приведенной в работе [19], берутся из решения точных кинетических уравнений процесса [16]. Сравнение с результатами численного расчета с помощью метода Монте-Карло показало, что такое приближение хорошо работает для достаточно длинных цепочек и не слишком большом ускоряющем эффекте соседних звеньев [24, 25]. В работе [26] предпринята попытка получить точное аналитическое решение задачи для сильного ускоряющего влияния соседних звеньев. Однако выведенная в этой работе система интегродифференциальных уравнений не была решена из-за существенных вычислительных трудностей. [c.298]

В табл. 8-2 представлена простейшая система классификации реакторов, обычно используемых для моделирования в лабораторных каталитических испытаниях. Основные классы реакторов— интегральный, дифференциальный и импульсный микрореактор. Классификация реакторов основана на степени конверсии реагирующего вещества для аппаратов различного типа. Подклассы характеризуют экспериментальные условия их работы. Реактор каждого типа будет обсуждаться и с точки зрения его применимости для получения экспериментальных данных различного назначения выбор катализаторов, получение информации о кинетике процессов, данных для проектирования реакторов и оптимизации процессов. [c.99]

Получение синтез-газа заданного состава конверсией метана смесью (ИзО - -СОз) рассмотрено также в работе . Задача решалась методом математического моделирования процесса с дальнейшим исследованием модели на электронной вычислительной машине Урал-2 . Результаты решения полученной системы уравнений при температурах 827 и 927° С и давлениях 5 и 20 ат приведены в виде графиков на рис. 1-4. Задавшись определенным содержанием метана в синтез-газе (х) и пользуясь этими графиками, можно определить отношение На СО п) в конечных газовых смесях. [c.26]

Сопоставление экспериментальных и расчетных кривых конверсии процессов сульфирования (рис. 5.30—5.33) показало, что обе модели адекватны процессу. Расхождение между расчетом и экспериментом не превышает 9%. Это дает возможность обсудить некоторые результаты моделирования. [c.365]

На основании данных моделирования выведена эмпирическая формула, связывающая коэффициент конверсии k ) с основными технологическими параметрами процесса [c.117]

Эффективность процесса получения сахаров зависит от ряда других факторов и в значительной степени — от стабильности ферментов, роли ингибирующего влияния на них продуктов, а также конструкции установки, в которой процесс реализуется Поэтому возникает задача обобщения кинетических закономерностей ферментативной деструкции целлюлозы, разработки математических моделей, отражающих кинетику, механизм и количественные характеристики происходящих процессов, в том числе с учетом особенностей функционирования реакторов разной конструкции Решение этой задачи с применением методов математического моделирования на ЭВМ позволяет осуществлять оптимизацию биотехнологических процессов ферментативной конверсии полисахаридов, корректно и оперативно планировать и прогнозировать их результаты, учитьшать количественный вклад каждого из факторов, влияющих на эффективность процесса, определять пути воздействия на них, приводящих к положительным результатам [c.5]

Как. было показано (глава 2), порядок реа щии по углеводороду лежит в пределах, О г (+0,3),а по водяному пару-0,15 (+0,07).При моделировании процессов конверсии жид1сих углеводородов можно считать общий порядок реакции нулевшл тогда скорость реакции [c.134]

Расчеты показывают, что неравномерные распределения скорости потока приводят к отклонению от режима идеального вытеснения. Так, например, при параболическом распределении скорости потока для необратимой реакции первого порядка максимальное снижение степени превращения за счет неоднородности поперечного потока скорости может составлять 11% [195]. В работе [196] предложена методика оценки влияния пространственных неоднородностей на процесс и показано, что некоторые неравнв-мерности на входе в слой катализатора можно компенсировать соответствующим запасом катализатора в слое. Так, при неравномерностях температур перед последним слоем реактора окисление ЗОз в 80з/32 от +7 до —5° требуется 20%-ное увеличение количества катализатора. Но при неравномерностях более +10° ни при каком запасе катализатора нельзя достичь заданной степени превращения. В таких случаях необходима установка перед слоем хорошего смесителя и распределителя потока. Кроме того, неоднородности влияют на устойчивость процесса [192, 196]. Опыт работы и обслуживания промышленных реакторов подтверждает, что результаты моделирования процессов могут быть не-реализованы на практике при возможных отклонениях от принятого технологического режима работы реактора. Эти отклонения обусловлены пространственными неоднородностями. Так, например, при обследовании работы пятислойных контактных аппаратов, окисления ЗОа в 80 з производительностью 360 т/сут установлено что максимальная неоднородность поля температур на входе в последние два слоя достигает 25—30°, в результате чего конверсия на 0,3—0,6% оказалась ниже расчетной [197]. [c.325]

Вятхин Ю.Л., Бесков B. . Моделирование процесса паровой конверсии метана в зерне катализатора. Теор.основы хин. технол. т. 9, 1975, № 4, с. 535 - 540. [c.54]

Вяткин Ю.1., Бесков B. ., Засмолин A.B. и др. Моделирование процесса паровой конверсии метана в трубчатом реакторе. - В кн. "Химреактор-5" (Тез.докл.). Уфа, 1974. с.227-231. [c.304]

Моделирование процесса поглощения сернистых соединений строится па общем для гетерогенных процессов подходе, изложенном в гл. VIII применительно к каталитической конверсии окисд углерода. В отличие от каталитических процессов существенной особенностью поглощения является специфически присущая ему нестационарность, связанная с исчерпыванием вещества поглотителя во времени. [c.314]

Как правило, в условиях гидрогенизационной переработки угля не удается достигнуть полного превращения его в жидкие продукты. В продуктах ожижения практически всегда остается твердый органический остаток. В кинетических схемах это явление объясняют наличием реакции конденсации преасфальтенов или его образованием как одного из продуктов распада угля. Довольно щироко стало использоваться при моделировании процессов ожижения угля понятие максимальной степени превращения [37], или максимальной конверсии (Х ). Эта величина входит и в дифференциальные уравнения рассмотренной выще модели Фостера [31] [c.202]

Расчетные величины, полученные при моделировании процесса дегидрирования бутилена на катализаторе К-16 в трехслойном реакторе (разбавление в первом слое Н О С4Нд = 5,5 в третьем—1 11,5 принятая конечная конверсия бутилена 35 мол.% [363]) [c.256]

Следует отметить, что конверсия этилтолуола за проход ниже, нем зтилбензола, поэтому ведутся исследования по улучшению процесса дегидрирования этилтолуола. Предложено кроме промотирующих добавок (окисей металлов 1,П, и Ш групп) к катализатору вводить в. реакционную смесь 0,002% активатора, например дихлорэтана или др. органических галогенидов. Для моделирования процесса дегидрирования этилтолуола можно ьоспольэоваться математической моделью процесса дегидрирования этшбензола, введя в нее соответствующие поправки. [c.15]

Моделирование процесса радикальной полимеризации стирола в бензоле в проточном реакторе смешения описано в работе [7]. Критерии при моделировании — конверсия мономера и МБР полимера. Для экспериментального определения МВР использован метод гель-хроматографии на стандартном приборе фирмы Waters Ass. . [c.132]

Применение импульсного метода для исследования кинетики и моделирования процесса каталитической конверсии метана Тез. докл. V Всесоюзной конф. Химреактор - 5 Ч. 1 - Уфа (Кондратьев [c.8]

На рис. 6.3 представлены основные результаты моделирования процесса ПОММ [5] на основе дополненного варианта модели [1]. Изменение температуры в достаточно широком диапазоне при оптимальных давлении и составе смеси и практически полной конверсии кислорода ([О2] < 5% [02]о) не оказывает сильного влияния на выход продуктов (рис. 6.3). Селективность образования и выход метанола имеют слабо выраженный максимум в районе 480 °С. Напротив, селективность образования формальдегида монотонно повышается во всем температурном диапазоне, причем ее рост ускоряется с увеличением температуры. Известно, что именно в области температур выше 500 °С происходит перераспределение каналов реакции в пользу образования формальдегида, этана и этилена [9, 10]. Поскольку при Р > 30 атм и Г < 500 °С после полной конверсии кислорода практически не наблюдается разложение целевых продуктов - метанола и формальдегида - за время их пребывания в реакторе [И], диапазон температур 420-480 °С можно считать оптимальным. Известное из лите- [c.189]

Среди опубликованных экспериментальных результатов по кинетике процесса окисления богатых метан-кислородных смесей при высоких давлениях имеются данные о резкой -образной зависимости степени конверсии кислорода в струевых реакторах от температуры процесса [14, 16, 18]. В ряде экспериментов переход от практически незаметной к почти полной конверсии происходил на температурном интервале всего в 20-40 °С. Такой резкий переход, трудно объяснимый в рамках обычной температурной зависимости химической реакции, становится понятным в свете изложенных выше представлений о критической зависимости процесса окисления метана при высоких давлениях от его параметров - давления и температуры [13]. В работе [14] на основе кинетического моделирования процесса дана теоретическая интерпретация экспериментально наблюдаемой зависимости степени конверсии кислорода в струевом реакторе от этих параметров. [c.195]

Изучение димеризации пропилена на опытной установке в трубчатом реакторе показало совпадение расчетных и экспериментальных данных. Это свидетельствует о правомерности допущений, положенных в основу математического моделирования процесса, и о справедливости выводов, вытекающих из результатов моделирования [128]. На рис. 4 приведена схема этой опытной установки [122]. Процесс вели при 190—200 °С, —20 МПа и времени контакта 45 мин. Выделяющееся тепло отводили, подавая в рубашку реактора дитолилметан (ДТМ) в качестве хладоагента. При указанных условиях получали 2-метилпентен-1 с выходом до 97% (в расчете на прореагировавший пропилен) при степени конверсии пропилена я 70%- В качестве побочного продукта образуется три-мер пропилена — 2,4-диметилгептен-1. [c.29]

В то же время синтез акрилонитрила и фталевого ангидрида будет экономически выгодным только в реакторе с хорошим контактом газа и катализатора для моделирования подобных процессов необходимо учитывать эффект поршнеобразования при анализе данных по конверсии, полученных на лабораторных установках. [c.173]

Этап, связанный с деформацией модели, позволяет выявить, как те или иные переменные влияют на конечные показатели процесса (выход продуктов, степень конверсии сырья, чистоту продуктов и т. д.) и отобрать наиболее важные. Этот этап в какой-то мере дополняет физический эксперимент, но ни в коей мере не заменяет его. После этапа деформации модели физическое и гидравлическое моделирование может быть выполнено более целенаправленно и при меньптем объеме экспериментов. [c.24]

Книга обобщает более чем 50-летний опыт изготовления катализаторов и применения их в промышленности. Рассмотрены катализаторы для сероочистки исходного сырья, двухстадийного парового рнфор-минга углеводородов, конверсии окиси углерода с паром, метаниро-вания, синтеза аммиака. Специальная глава посвящена вопросам моделирования и оптимизации каталитических процессов и составлению программ для их расчета с помощью вычислительных машин. [c.4]

Математическое моделирование осуществлено для периодического процесса и непрерывного в каскаде реакторов. Исследуется зависимость от времени реакции или конверсии следующих показателей среднечисленной степени полимеризации Р , средневесовой степени полимеризации Р , среднесендимитационной степени полимеризации, коэффициентов [c.59]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология