О распределении температур на входе в реакторы

В реакторе имеется несколько секций межсекционное охлаждение осуществляется при помощи внешнего теплообменника, а также струн холодного газа, отбираемой перед основным теплообменником, на входе в реактор. В этом теплообменнике подогревается свежий газ, направляющийся далее в верхнюю часть реактора. На рисунке показано также распределение температур в реакторе. Пунктиром дано распределение температур в промежуточном теплообменнике. [c.340]

Уравнения (1,7) представляют собой модель реактора, обычно называемого трубчатым реактором идеального вытеснения. Поскольку все изменения в реакторе происходят только в одном, продольном направлении, этот процесс можно рассматривать как движение реагирующей смеси в виде поршня от начала трубы к ее концу с одновременным теплообменом с окружающей средой (стенками). Как и раньше, для полного описания системы нужно задать граничные условия. В этом случае необходимо знать начальные распределения температуры и концентрации, а также значения температуры и концентрации на входе в реактор. Целью расчета является определение параметров реакционной смеси на выходе из реактора. Независимость выходных параметров от времени обычно обеспечивается постоянством параметров на входе в реактор. [c.16]

Теперь остается найти распределение оптимальной температуры вдоль реактора. Для этой цели рассмотрим элемент объемом йУ, заключенный между двумя поперечными сечениями, перпендикулярными к направлению потока в реакторе. Пусть N — молярная скорость потока А (или В) на входе реактора. Если степень превращения в этих двух сечениях равна 2 и 2+ 2, то соответствующие им. скорости потока С (или В) в сечениях будут равны гМ и 2 + й2)Ы. [c.145]

Граничные значения для сопряженных уравнений могут быть оценены на входе, затем уравнения интегрируются вперед, а оценки корректируются до тех пор, пока граничные условия для сопряженных уравнений не станут правильными и для выхода. В этом случае последовательные приближения позволяют получить наилучшее распределение температур для реактора с правильными концентрациями на входе, но при неверном критерии качества. Если условия на выходе для сопряженных уравнений для какой-либо отдельной итерации обозначить через ф1( /), фз( /), то распределение, которое мо- [c.352]

Систему уравнений (У1П-367) и (УП1-368) обычно решают методом конечных разностей, получая распределения температур и степени превращения как функции расстояния от входа в реактор. [c.337]

Таблица У-З. Производство ароматических углеводородов при различном распределении температур на входе в реакторы установки платформинга

О распределении температур на входе в реакторы [c.209]

Вопрос об оптимальном распределении температур на входе в отдельные реакторы — один нз вопросов оптимизации процесса риформинга в целом. [c.209]

Анализ как отечественного, так и зарубежного опыта эксплуатации установок риформинга показывает, что единого мнения об оптимальном распределении температур на входе в отдельные реакторы нет. На практике встречаются все основные режимы с повышением температуры [332 ], с равными температурами [333] н с понижением те.мператур [334]. Рекомендации по этому вопросу весьма противоречивы. В этой связи ниже будут рассмотрены результаты, полученные на полупромышленной установке каталитического рифор.минга при осуществлении процесса с различным распределение.м температур на входе в реакторы [335]. [c.209]

Таким образом, при равной жесткости процесса распределение температур на входе в реакторы практически не влияет на наблюдаемую селективность процесса, которая по этой причине не может служить критерием при оптимизации температурного режима в реакторах промышленных установок риформинга. [c.211]

На рис. 2.28 показано типичное распределение температур в оболочке реактора УЗК за один цикл коксования (точки 6 и 5-замер температур на входе и выходе продуктов в реакторе соответственно). Можно выделить следующее несмотря на общий характер изменения температур, обусловленный периодичностью процесса, наблюдается значительное отличие в изменении температуры на локальных участках скорости изменения температур на некоторых участках поверхности могут на порядок превышать нормативные разница между максимальными и минимальными температурами в пределах одного сечения и вдоль образующего цилиндра может достигать 200°С и выше. Также можно отметить, что распределение и динамика изменения температур в оболочке реактора имеют статистический характер и в различных циклах коксования могут существенно отличаться. [c.124]

Применение смешаннофазного сырья вносит осложнения, связанные с неравномерностью распределения жидкости в реакторе. Эту трудность пытались устранить различными способами, например монтажом сложных распределительных устройств на входе в реактор и дополнительных распределительных устройств на промежуточных уровнях по высоте слоя катализатора, чтобы повысить эффективность контактирования жидкой фазы с водородом и катализатором. В настоящее время весьма широкое применение находит нодача сырья в нескольких точках с использованием отражательных перегородок вместо подачи в одной точке, при которой, как хорошо известно, увеличивается возможность канального проскальзывания. Это особенно важно потому, что в некоторых случаях неравномерное распределение жидкого сырья приводит к образованию в слое катализатора зон, которые с течением времени забиваются углеродистыми отложениями. Такие отложения образуются, если недостаточная нодача водорода или катализатора вызывает диспропорционирование связанного водорода, ведущее к образованию продуктов с низким содержанием водорода, например кокса. Одновременно с этим в других зонах слоя имеется избыток водорода, что ведет к крекингу с образованием продуктов, обогащенных водородом, в предельном случае метана. Такие явления снижают выход и качество целевого продукта, увеличивают отклонение температуры от заданной и вызывают необходимость продолжительной регенерации. [c.149]

В зерне катализатора может возникнуть множество стационарных состояний. Однако установлено, что в промышленных аппаратах в большинстве случаев условия множественности режимов на зерне не реализуются, они возможны только для очень сильно экзотермических процессов. В реакторах с охлаждением множественные состояния исчезают. Такие явления подробно исследованы в работах [240-242]. Критерий Льюиса не влияет на стационарное состояние, но сильно влияет на его устойчивость. Для сокращения машинного времени применяют также двухфазную модель, не учитывающую градиенты температуры и вещества в твердой фазе (твердую фазу принимают как сплошную [243- 246]) и включающую обмен веществом и теплом между газовой и твердой фазами. В работах [247, 248] установлено, что для расчета критических явлений зажигания и потухания, необходимо учесть распределение скорости потока по сечению (рис. 3.54). Учет неоднородности потока приводит к тому, что максимум температуры перемещается к входу реактора по сравнению с расчетом по модели идеального вытеснения (рис. 3.55). Однако следует отметить, что все результаты получены в коротких реакционных зонах. Для длинных реакционных зон и больших значений критерия Ре результаты расчета слабо зависят от критерия Ре и близки к решению уравнений по модели идеального вытеснения [249]. [c.175]

Б. Несмотря на очевидную необходимость регулярного контроля распределения температур в зоне реакции, этот вопрос на практике обычно недооценивается. Примером может служить то, что замер температур весьма часто производят только на входе и выходе из реактора. Такой способ может допускаться только для косвенного контроля простейших процессов, проводимых в промышленном масштабе. 9 [c.131]

Как показывают табл. 31 и фиг. 112—116, конструктивные факторы сильно влияют на термодинамические к. п. д. систем с непрерывным теплообменом. При одних и тех же характеристиках процессов [(р оу), Qp, kt и др.] к. п. д. зависит от степени развития удельной поверхности теплообмена (Fy) и коэфициентов теплопередачи (/Соб), так как изменение произведения Коб Fy очень сильно воздействует на характер распределения температур в зоне катализа. При недостаточной интенсивности теплоотвода на 1° С разности температур, характеризуемой произведением КобРу, а также и при чрез мерном съеме тепла термодинамический к. п. д. уменьшается. Это подтверждается рядом расчетов для различных процессов. Например, при гидроочистке бензинов, содержащих 50 /о непредельных, в адиабатических условиях (т. е. когда КобРу = 0) = 0,582 (см. фиг. 108), при умеренном теплоотводе по прямотоку с Коб Ру =1000 ккал м - град- час к. п. д. повышается до 0,896 при дальнейшем же увеличении интенсивности прямоточного теплообмена до /<об/ у = 2000 и 6000 ккал град час- - к. п. д. уже довольно сильно снижается— соответственно до 0,804 и 0,746 (см. фиг. 112). Это является следствием изменения кривых распределения температур в зоне катализа в сторону уменьшения первоначального подъема температуры и значительного снижения ее к концу процесса. Повышение температуры входа в реактор, как показывают пунктирные кривые фиг. 112, приводит к перегревам в зоне реакции выше допустимого значения температуры /тах — /оп [c.341]

В электрически обогреваемых энергетических системах и ядерных реакторах используются поверхности теплообмена специальной формы, обладающие любопытными свойствами. В простейшем случае плотность теплового потока на поверхности теплообмена постоянна повсюду от входа до выхода следовательно, разность температур между обогреваемыми поверхностями и теплоносителем сохраняется приблизительно постоянной от входа до выхода, как на рис. 4.1, а. В большинстве ядерных реакторов наблюдается более сложное распределение температур, поскольку поток нейтронов обычно достигает максимального значения в центре реактора следовательно, тепловой поток стремится достичь максимального значения в средней части и уменьшается к входному и выходному сечениям. При этом распределение температур аналогично показанному сплошными кривыми на рис. 4.1, ж. Если максимально возможная температура теплоносителя на выходе определяется по заданной максимально допустимой температуре топливного элемента и коэффициенту теплоотдачи, то температура поверхности топливного элемента должна быть постоянной по всей высоте реактора. В идеальном случае температура теплоносителя экспоненциально увеличивается в направлении от входа к выходу, в то время как мощность на единицу площади экспоненциально уменьшается, начиная от входа в реактор. При этом распределение температур аналогично показанному на рис. 4.1, б. На практике для разрешения проблемы изготовления топливных элементов и работы реактора приходится искать компромиссный вариант распределения температуры по поверхности металла. Для приближения к условиям работы при постоянной температуре используется двухступенчатое устройство, распределение температур в котором показано на рис. 4.1, 3. В этом случае производится двухступенчатая загрузка топлива, так что на первых 60 % высоты реактора наблюдаются более высокие тепловые потоки по сравнению с остальными 40 %. В принципе можно осуществить конструкцию с любым количеством ступеней, но делать более двух или трех ступеней нецелесообразно. [c.74]

По температурам входа и выхода теплообменные реакторы могут быть весьма близки к эталонным устройствам, что, однако, является внешним показателем, не дающим правильного представления и об их работе. Фактически в зависимости от условий теплоотвода и кинетических характеристик проводимых процессов в зоне катализа могут иметь место большие или меньшие перепады температур-и несоответствия распределения их оптимальным условиям. [c.345]

Здесь i — номер компонента газовой фазы, причем г = 1, 2,..., 9 соответствуют компоненты UFe, UF5, UF4, Н2, П, F, HF, F2, Аг h — энтальпия двухфазной смеси без учета кинетической энергии фаз / функция распределения частиц по размерам Pf плотность среды Nu — число Нуссельта — температура стенки реактора pY, — плотность двухфазной смеси v скорость потока т массовый поток на входе в реактор у — концентрация г-го компонента 2 — продольная координата реактора, отсчитываемая от входа в него Wi массовая [c.602]

В противоположность этому, когда рассматривается параллельное отравление, при эндотермической основной реакции ситуация намного усложняется, как показано на рис. 7.15(6). При низких значениях Ф (между 2,5 и 10) активность реактора наименьшая при = 0 и постепенно увеличивается по длине реактора. Следует отметить, что активность очень низкая на входе (она составляла около 0,4) и менее чем 0,6 на выходе. Это поведение согласуется с обычно принимаемым распределением активности в случае параллельного отравления, поскольку при этом причиной дезактивации является исходный реагент и его концентрация — наибольшая на входе реактора. Однако при значениях модуля Тиле больших, чем 10, профиль актив ности резко изменяется при этом активность становится наибольшей на входе в реактор и затем постепенно уменьшается по длине реактора. Объяснение этого эффекта можно дать с помощью распределения выделенного кокса при низких и высоких значениях модуля Тиле. При низких значениях Ф реагент распределяется равномерно по зерну, и поэтому выделение кокса будет также происходить по всему зерну. При высоких значениях модуля Тиле реакция ограничена относительно узкой зоной вблизи поверхности зерна, что вызвано диффузионными ограничениями. При таких условиях было показано, что средняя активность зерна может быть больше, чем для равномерной дезактивации, полученной при низких значениях модуля Тиле [7.26]. Другой фактор, соответствующий неожиданному распределению активности при = 0, — это неизотермическая природа реакции. При низких значениях Ф скорость реакции относительно низкая, и поэтому влияние температуры не существенно. Однако, когда модуль Тиле большой, скорость основной реакции высокая, и это ведет к большому уменьшению температуры, вызванному эндотермичностью реакции это благоприятствует основной реакции, для которой у равно 20, в то же время это вызывает относительное уменьшение скорости реакции дезактивации при большем значении уь равном 40. [c.172]

Ф увеличивает скорость дезактивации, так как больше, чем 7 это приводит к значительно более резкому снижению активности на входе реактора при увеличении Ф [см. рис. 7,16(а)]. Результаты для распределения температуры поверхности в первом слое зерен приведены в табл. 7.2 и 7.3 соответственно для эндотермической и экзотермической реакций. [c.174]

Применение таких реакторов предполагает заранее неравномерность распределения температур по высоте реакционной зоны. При эндотермических процессах температура в слое катализатора вблизи входа газа будет всегда выше, чем вблизи выхода газа — он будет охлаждаться по мере прохождения через слой катализатора и протекания реакции. При экзотермических процессах, наоборот, газ будет выходить с более высокой температурой, чем входить. В связи с этим применение подобных реакторов несколько ограничено. Эти ограничения будут ясны из рассмотрения различных вариантов реакторов с теплообменом при непосредственном контакте с катализатором. Таких вариантов можно назвать три, исходя из способа, которым осуществляется подвод (или отвод) тепла при реакции [c.122]

Характер кривых скоростей и распределения температуры по высоте реактора определится кинетическими и тепловыми особенностями реакции неполного окисления метана [4]. В частности, большое влияние па ход процесса оказывают температура газовой смеси на входе в реактор, соотношение метана и кислорода в исходной смеси, содержание в ней окислов азота и другие факторы. [c.100]

Распределение температуры по высоте реактора будет меняться при переходе от одного реактора к другому. При этом сравнение условий ведения процесса нельзя проводить по какой-нибудь одной произвольно выбираемой температуре, например температуре входа газовой смеси в реактор, температуре выхода ее пз реакционного пространства и т. д. Неравномерность распределения температуры исключает также возможность использования средних температур входа и выхода смеси. [c.106]

Оптимальное распределение объемов катализатора по реакторам (проектная оптимизация) определяется выбором критерия оптимизации. Если максимизируется содержание ароматических углеводородов в катализате, то выгодным оказывается нарастание объемов реакторов по ходу продукта. Однако из наших расчетов следует, что оптимизация только изменением объема катализатора в реакторах малоэффективна она должна сопровождаться оптимизацией и по температурам входа в реакторы. Такая оптимизация выполнена нами ранее [9] для катализаторов АП-56, АП-64 и др. [c.346]

Реактор охлаждается иарафини-стым маслом (Г = 245 С при низшей скорости потока). Требуется рассчитать распределение температуры п превращения при следующих условиях работы данном содержании сырья (рис. V-16), массовой скорости подачи 0,314 кг/(л1 сек) и температуре на входе Т = 245 °С. [c.193]

Таблица 9.4. Показатели работы установки рнформинга при различном распределении температур на входе в реакторы [335]

Входные температуры были выбраны такими, чтобы, с одной стороны, обеспечить наибольшую разницу температур на входе в первый и последний реакторы при повышении и понижении температур, а с другой — обеспечить получение риформата с одинаковыми октановыми числами — 86—87 (м. м.) при любом температурном режиме. Последнее условие делало возможным сравнение вариантов распределения входных температур при равной жесткости процесса. Сравнение входных и средних (вычисленных как средние интегральные) температур в реакторах показывает, что при любых вариантах средние температуры повышаются от первого реактора к последнему (табл. 9.4). При всех трех температурных режимах выходы стабильного ри( юрмата с равными октановыми числами так же, как и выходы ароматических углеводородов, практически одинаковы, что свидетель-.. твует о близкой селективности процесса. [c.210]

Блок изомеризации состоит непосредственно из блока изомеризации (блока высокого давления) и узла стабилизации. В состав установки входит реактор изомеризации, представляющий собой вертикальный цилиндрический аппарат высотой 6330 мм, диаметром 2400 мм и объемом 21,5 м . Корпус реактора выполнен из стали 12ХМ. Для защиты от коррозии корпус изнутри плакирован нержавеющей сталью марки Х18Н10Т. Расчетная температура корпуса 500°С. Для улучшения распределения потока сырья по сечению реактора в его верхней части смонтирован лепестковый распределитель, а в нижнюю часть реактора и на катализатор насыпают слой керамических шариков высотой 0,5 м (диаметр шариков 20 мм). [c.28]

В качестве входных переменных были выбраны нагрузка на установку но этилену, расходы кислорода и перекисных инициаторов, давлние, температуры на входе в обе зоны реактора. Приняты в рассмотрение следующие параметры состояния концентрация модификатора длин полимерных цепей, перепады давлений по зонам, распределение температур по длине реактора, разность температур теплоносителя на входе и выходе из рубашки реактора, уровни в отделителях низкого и промежуточного давления. Статистической обработке было подвергнуто 1065 измерений в 62 точках замера. Периоды времени пуска и остановки реактора, а также время перехода с выпуска одной марки полиэтилена на выпуск другой были исключены. [c.162]

Предложена к разработке двухуровневая АСУ ситуационного типа, решающая одну из продвинутых задач, а именно задачу управления процессом катапитического риформинга по технико-экономическим показателям. В качестве критерия качества управления выбран максимальный пробег катализатора. Необходимо добиться, регулируя температуру на входе каждого реактора, чтобы при заданном значении 04 (95... 98) срок службы катализатора был оптимально максимален. В качестве критерия оптимизации можно выбрать распределение объемов катализатора по реакторам, продолжительность дозированной подачи хлорорганики на отдельных ступенях риформирования или водной промывки катализатора от серосодержащих соединений, температуры входа в реакторы. [c.152]

Один из них связан так же, как и в случае ПИБ, с кинетическими особенностями реакции сополимеризации изобутилена с изопреном. Реакция в присутствии ВРз, А1С1з и другах электрофильных катализаторов протекает очень быстро. Уже при смешении реагирующей смеси с раствором катализатора непосредственно на входе потоков в реактор процесс протекает почти мгаовенно. Каждая капелька обволакивается тонкой пленкой полимера, и рост цепи лимитируется диффузией мономеров в образовавшуюся полимерно-мономерную частицу. Поскольку коэффициент теплопроводности полимера невысок и фронт распределения температур и скоростей процесса носит факельный или близкий к факельному характер (подобно ПИБ), температура внутри полимер-мономерных частиц всегда существенно выше средней температуры реакционной смеси в реакторе-полимеризаторе, фиксируемой приборами. Естественно, что по этой причине происходит снижение молекулярной массы БК и отклонение средней степени ненасыщенности от ожидаемого значения. Хотя реакционная смесь находится в реакторе не менее 30- [c.321]

Политропические реакторы с непрерывным теплообменом вследствие часто наблюдаемого равенства температур входа п выхода из зоны реакции нередко ошибочно принимают за технически изотермические, хотя эффективность работы их, как правило, даже ниже, чем у ступенчатых схем. Условия работы этих систем зависят от основных химико-технологических характеристик процессов и многих конструктивных и чисто теплотехнических факторов. Наряду с общетехнологическими моментами весьма значительное (и часто даже решающее) влияние на ход процесса оказывает интенсивность теплоотвода из единицы объема зоны реакции. Определяющая ее величина тепловой напряженности удельной поверхности теплообмена переменна и, ак известно, равна произведению коэфициента теплопередачи и средней разности температур ( /ср) между реагирующей смесью и хладоагентом. В свою очередь разность температур зависит от распределения тепловыделений по длине аппарата, которое при процессах с криволинейными графиками кинетики резко неравномерно, что отмечалось уже ранее и было показано на фиг. 69 и 70. [c.336]

Для повышения октанового числа бензинов часто рекомендуют поддерживать одинаковую температуру на входе в реакторы I, П и Ж ступени или повышать температуру в реакторах Ш ступени. Однако при риформинге под относительно низким давлением нисходящее распределение температуры позволяет добиться примерно равной потери активности катализатора во всех реакторах. При выборе темперапгурного режима необходимо учитывать и проектные особенности [c.80]

Ввиду неопределенностя рекомевдаций по вопросу о влиянии температурного режима на селективность риформ1фования бензиновых фракций ниже рассмотрены результаты всфЫфования распределения температуры на входе в реакторы полупромышленной и прсжышленных установок. [c.33]

Следовательно, при равной жествости процесса распределение температур на входе в реакторы практически не влияет на селективность процесса. [c.36]

А так как селективность процесса, как это быЛо показано шше, практически не зависит от распределения температуры на входе в реакторы, то форсирование тешературы на входе в головные реггаоры при соответствующем снижении ее на входе в последний реактор (при сохранении общей жесткости процесса на неизменном уровне) может увеличить продолжительность межрегенерационного цикла работы уста-довки или при сохранении прежней длительности межрегенерационного пробега увеличить на несколько пунктов октановое число рифорната. [c.44]

Скипин Ю. А. Риформирование фракции 62—105 °С при различном распределении температур на входе в реакторы.— Химия и технология топлив и масел, 1985, № 1, с. 10—11. [c.241]

Рис. 12.8. Распределение температур по тракту прямоточного парогенератора для реактора, охлаждаемого сжатым газом (Окриджская национальная лаборатория. Комиссия по атомной энергии США). СОг течет между трубами диаметром 12,7 X 1,27 мм. Отношение мощности на прокачку к количеству отведенного тепла равно 0,005. Давление газа 70 ата давление пара 175 ата температура газа на входе 730° С, температура газа на выходе 350° С, температура воды на входе 270° С, температура пара на выходе 562° С, массовая скорость пара 1085 кгЦм -сек),

При стационарном режиме в ряде работ [34] с помощью защищенных термопар измерялось распределение температуры газового потока по высоте кипящего слоя. Как правило, разогрев газа Т х) уменьшается с высотой по закону, близкому к экспоненциальному типу (VI. 76), очень круто. Осложняющим обстоятельством является входной эффект, связанный с теплообменом входящего в реактор потока с металлической газораспределительной решеткой. Благодаря потерям тепла, уходящего через решетку к стенкам реактора и в окружающую среду, начальный разогрев потока на входе непосредственно в сам кипящий слой Та будет ниже температуры (разогрева) горячего газа, подходящего к газораспределительной решетке Гисх- [c.489]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология