Влияние температуры и давления на протекание процессов в реакторах

При расчете геометрических параметров реактора на промышленную производительность чаще мы имеем информацию о лабораторных работах, позволяющих подобрать наиболее оптимальные параметры протекания реакции температуру, давление, катализатор, соотношение концентраций при определенной степени преврашения и времени протекания процесса. Лабораторные опыты в основном ведутся в периодическом режиме. Результатом этих работ является также и экспериментальная кривая распределения продуктов реакции в зависимости от времени, позволяющая сделать некоторые выводы об области, где протекает рассматриваемый процесс. Лишь после того, как будет выбрано уравнение скорости реакции, проинтегрировано и это уравнение будет хорошо аппроксимировать кривые распределения продуктов реакции, мы можем окончательно определить область протекания данной реакции. Выбранное уравнение скорости реакции и полученная на базе его интегрирования кривая распределения продуктов реакции используются затем при расчете реактора. Почти всегда область протекания реакции для рассматриваемого типа реакций не меняется при масштабном переходе. Влияние диффузионных процессов может стать более значительным при изменении гидродинамической обстановки с изменением масштабов аппарата. Но определяющей, как и прежде, остается сама химическая реакция, которая протекает медленнее диффузионных процессов. Таким образом,после того как мы определили область протекания химической реакции, рассчитали характеристический размер аппарата, его реакционный объем или длину в зависимости от гидродинамического режима, который необходимо создать в реакторе, можно перейти к составлению материального и теплового баланса. Поскольку процесс протекает в установившемся изотермическом режиме, уравнения материального и теплового баланса рассчитываются для аппаратов, для которых известны входные и выходные параметры и количество тепла, выделяющееся в нем- в единицу времени. Таким образом, имеющаяся информация для статических условий протекания процесса достаточна для того, чтобы с помощью физического метода моделирования на базе теории подобия рассчи- [c.89]

ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ И ДАВЛЕНИЯ НА ПРОТЕКАНИЕ ПРОЦЕССОВ В РЕАКТОРАХ [c.205]

Таким образом, анализируя макрокинетику реакции гидрирования карбида железа, мы столкнулись с заметным влиянием внешнедиффузионного торможения. Заметим, что в непроточном реакторе это влияние было бы выражено значительно сильнее. В проточном реакторе влияние внешнедиффузионного торможения оказалось возможным устранить за счет увеличения линейных скорост ей газового потока, причем границы кинетической области протекания реакции зависели от условий эксперимента (температуры, давления водорода, реакционной способности образцов). Остальные стадии процессов переноса вещества к поверхности раздела твердых фаз протекают значительно быстрее химической реакции на этой поверхности. Поэтому наблюдаемая скорость процесса гидрирования карбида железа определяется скоростью стадии собственно реакции на поверхности раздела твердых фаз и равновесиями предшествующих ей физических стадий. При достаточно высоких линейных скоростях газового потока реакция гидрирования карбида железа протекает в кинетической области. [c.184]

Элементы расчета абсорбционных и хемосорбционных процессов рассмотрены в ч. I, гл. V. Основные технологические показатели абсорбционной очистки степень очистки (к. п. д.) т] и коэффициент массопередачи k определяются растворимостью таза, гидродинамическим режимом в реакторе (Г, Р, w) и другими факторами, в частности равновесием и скоростью реакций при хемосорбции. При протекании реакций в жидкой фазе величина k выше, чем при физической абсорбции. При хемосорбции резко меняются равновесные соотношения, в частности влияние равновесия на движущую силу абсорбции. В предельном случае для необратимых реакций в жидкой фазе (нейтрализация) образующееся соединение имеет практически нулевое давление паров над раствором. Однако такие хемосорбционные процессы не, цикличны (поглотительный раствор не может быть вновь возвращен на очистку) и целесообразны лишь при возможности использования полученных растворов иным путем. Большинство хемосорбционных процессов, применяемых в промышленности, обратимы и экзотермичны, поэтому при повышении температуры раствора новое соединение разлагается с выделением исходных компонентов. Этот прием положен в основу регенерации хемосорбентов в циклической схеме, тем более, что их химическая емкость мало зависит от давления. Хемосорбционные процессы особенно целесообразны такнм образом для тонкой очистки газов, содержащих сравнительно малые концентрации примесей. [c.264]

Исаев и Марголис [318] изучили кинетику синтеза акролеина из пропилена в динамических условиях при атмосферном давлении. Катализатор, помещенный в реактор, обрабатывался реакционной газовой смесью при 400° С до постоянной активности (1 —1,5 н). Все кинетические характеристики снимали на стационарной поверхности катализатора, активность которого периодически проверяли на выбранной в качестве эталона газовой смеси, содержащей 30% СзНе, 10% Ог и 60% N2. Для установления истинных скоростей различных реакций необходимо обеспечить протекание процесса в кинетической области. При сравнительно высоких температурах (выше 400° С> реакция переходит во внешнедиффузионную область даже на таких непористых носителях, как зерненый карборунд. Для разграничения кинетической и диффузионной областей была проведена серия опытов по влиянию линейной скорости потока на выход углекислого газа и акролеина. На катализаторе, содержащем 0,5, 1,0 и 1,5% Си на силите, при постоянном времени контакта и изменении линейной скорости в 4 раза при разных температурах (350—380° С) выходы СО2 и ак- [c.198]

Процесс окислительного аммонолиза изобутилена целесообразно вести в реакторах, обеспечивающих его протекание в условиях, близких к изотермическим. При весьма высокой экзо-термичности процесса реакторы со стационарным слоем катализатора могут применяться в случае небольщих мощностей производства. Учитывая в перспективе создание агрегатов большой мощности, процесс разрабатывали для реактора с кипящим слоем катализагора, что обусловливалось стабильностью МАН в условиях процесса. Но в лабораторных реакторах с кипящим слоем катализатора практически невозможно создать гидродинамические условия, идентичные таковым в аппаратах большого диаметра, поэтому исследование влияния различных факторов иа показатели процесса на укрупненной лабораторной установке непрерывного действия проводили в изотермическом реакторе со стационарным слоем катализатора. По результатам лабораторных исследований в качестве оптимальных условий выбраны следующие температура — 460 °С, время контакта — 5 с, молярное отношение зо-С4Нв ЫНз О2 Н20= 1 1,7 2,6 (1—6). давление <0,25 МПа. [c.345]

Расчет и эксплуатация процесса. Температуру и давление процесса можно изменять в широких пределах. Температура посту-паюш его газа может изменяться от 177 до 400° С. Однако вследствие неблагоприятного влияния высоких температур на равновесие реакции температура газа на выходе из реактора должна быть не выше 440° С. Вследствие сильно экзотермического характера реакции температура повышается примерно на 56 град на каждый процент оьиси углерода, содержаш ейся в поступаюш ем на метанирование газе. Поэтому процесс необходимо проводить при температуре, обеспечивающей оптимальное протекание реакции. Большое количество тепла, выделяющегося при реакции, является основной причиной, обусловливающей непригодность процесса для очистки газов, содержащих более 2,5% мол. кислорода, окиси и двуокиси углерода. [c.335]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология