Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English

Оптимизация адиабатического реактора

    Оптимизация адиабатического реактора [c.149]

    Две другие лекции сборника посвящены вопросам реализации и оптимизации каталитических технологий в промышленном масштабе, в частности, описанию основных типов каталитических реакторов — с кипящим слоем, трубчатым реактором, а также адиабатическим и полочным — для ряда многотоннажных производств азотной, серной и акриловой кислот, а также процессов окисления этилена в оксид этилена, метанола в формальдегид, аммиака до закиси азота. [c.5]


    Условию (III, 120), вообще говоря, могут удовлетворять различные температурные профили в реакторе идеального вытеснения, не обязательно оптимальные в смысле минимизации общего времени пребывания или минимизирующие его при определенных ограничениях на характер изменения температуры. Последний вариант, например, рассмотрен ниже при решении задачи оптимизации адиабатического реактора идеального вытеснения. [c.119]

    Однако прежде чем перейти к разбору примеров оптимизации адиабатических реакторов, необходимо остановиться на некоторых общих свойствах обратимых экзотермических реакций, осуществляемых в адиабатических условиях.  [c.128]

    Оптимизация адиабатического реактора для исследуемого про -цесса производилась с помощью критерия Ф (отношение выхода изо-парафиновых углеводородов и выше - Пз к сумме парафиновых углеводородов и выше - Пз и газообразных продуктов Пр )  [c.80]

    Трубчатые каталитические реакторы работают, как правило, непрерывно. В то же время они могут работать нестационарно, поскольку активность катализатора со временем снижается но различным причинам и соответственно изменяются показатели работы реактора. При оптимизации каталитических реакторов это необходимо учитывать. Так же как и реакторы с мешалкой, трубчатые реакторы могут быть многоступенчатыми, что особенно характерно для адиабатических реакторов. Действительно, если адиабатический [c.26]

    В промышленных условиях, главным образом для реакций, проводимых в газовой фазе, например в производстве серной кислоты при окислении SO2 в SO3, при синтезе аммиака, конверсии СО и т. п., часто используют адиабатические реакторы вытесне-. ния. Поэтому решение задач оптимизации для таких процессов представляет собой весьма актуальную проблему, в особенности важную в связи с тем, что перечисленные процессы, как правило, относятся к многотоннажным производствам. [c.128]

    ОКИСЛЕНИЕ ДИОКСИДА СЕРЫ - все расчеты по процессу равновесие в реакции окисления диоксида серы, скорость реакции и ее зависимость от температуры, оптимальные температуры, превращение в слое и необходимое время контакта в изотермическом и адиабатическом режимах, определение активности катализатора по лабораторным данным, оптимизация режима разрабатываемых и действующих многослойных реакторов с различными схемами промежуточного охлаждения. Расчеты могут проводиться для процессов как в неподвижном, так и в псевдоожиженном слоях катализатора (режимы идеального вытеснения и идеального смещения). [c.469]


    Для получения информации о кинетике каталитического процесса необходимы знания состава газа и температуры на каталитической поверхности. Во многих случаях применение адиабатического интегрального реактора или импульсного микрореактора дает возможность обойтись без таких исходных данных. Другие реакторы применимы до известной степени для изотермического интегрального реактора — необходимо предварительное создание модели соответствующего процесса, а дифференциальные могут быть оценены непосредственно. Информация о кинетике процесса полезна не только в фундаментальных исследованиях механизма реакции и каталитической активности хорошо идентифицированных каталитических поверхностей, но также при проектировании реакторов и оптимизации процесса. Знание кинетических характеристик может сильно упростить разработку модели процесса, а также уменьшить количество данных, необходимых для адекватного описания процесса. [c.104]

    Задача теории конструирования реактора состоит в определении размеров реактора и количества используемого катализатора, необходимых для эффективного превращения в желательный продукт определенного количества вводимых исходных веществ. Этого можно достичь, если выбраны определенные условия, такие, как начальная температура, давление и концентрация исходных веществ, и определен тин используемого реактора. Например, реакторы для периодического или непрерывного процессов могут быть использованы в условиях, когда превращение осуществляется в изотермических или адиабатических условиях. Такие изменения условий проведения процесса определяют требования, предъявляемые к конструкциям, в результате чего размеры реактора будут оцениваться по-разному. Оптимальная конструкция должна быть наиболее экономичной с финансовой точки зрения. Для оптимизации конструкции могут быть использованы снециальные математические методы, такие, как теория динамического программирования, введенная Беллманом [1]. На практике окончательный выбор условий проведения процесса часто делается на основании только немногих вычислений конструкции реактора. Такие вычисления прямо зависят а) от имеющихся кинетических данных, б) от процессов массопередачи и в) от процессов теплопередачи. [c.390]

    Для предварительного анализа систем управления и ускоренной оценки ситуаций очень удобно исходить из упрощенных моделей, определяемых брутто-реакциями исчерпывания мономера первого, второго или третьего порядков. Уравнение теплового баланса в общем случае удобно записать, считая теплосъем ограниченным это позволит при равенстве коэффициента теплопередачи нулю проанализировать также адиабатическое проведение процесса. Показатель качества является функцией температуры и конверсии (растущей или падающей линейно) и может быть взят как средневзвешенное от получаемого в каждом реакторе значения. Таким образом, охватывается практически большинство гидродинамических режимов непрерывных процессов полимеризации, осуществляемых в реакторах идеального вытеснения или идеального смешения. Именно в такой постановке и был рассмотрен выше один из вариантов математического обеспечения. Аналогичные варианты должны быть построены для других комбинаций упрошенных моделей. Эти модели будут особенно сильно влиять на алгоритмы статической оптимизации, которые составят первую группу алгоритмов — группу А. [c.169]

    Метод динамического программирования применим к любым многостадийным процессам, в которых на каждой стадий надо принимать решения для оптимизации всего процесса. Среди работ, в которых этот метод использовался для оптимизации химических реакторов, прежде всего надо отметить цикл работ Р. Арпса, которые затем были обобщены в его монографии . При полющи указанного метода Р. Арис рассмотрел оптимизацию последовательности реакторов идеального смешения адиабатических полочных реакторов с охлаждением потоков между полками теплообменниками (или исходным реакционным газом, либо газом, отличным от исходного), а также оптимизацию реактора идеального вытеснения. В частности, он получил ранее найденные методом вариационного исчисления уравнения оптимальной температурной кривой в реакторе идеального вытеснения для общего случая. [c.10]

    Для последовательности адиабатических реакторов идеального смешения мы рассмотрим только одну задачу оптимизации. Пусть требуется получить максимальную конечную степень полноты реакции в последовательности N реакторов одинакового объема V путем надлежащего распределения байпаса исходной смеси. Эта система представлена на рис. VIII.3 здесь снова принята нумерация реакторов от конца последовательности к началу д — полный объемный расход сырья и — объемная скорость потока в тг-м, считая от конца, реакторе. Таким образом, исходная смесь делится на поток подаваемый в Л -й реактор, и байпасный поток (1—д. Этот байпасный поток служит для охлаждения реагирующей смеси, выходящей из п-го реактора, до подачи ее в (и—1)-й реактор, путем добавления холодного сырья с объемной скоростью п = М, N — 1,. . ., 2). Таким образом [c.219]


    Другие задачи оптимизации. Рассмотренные здесь примерь дают представление о б основных идеях и методах, лежащих в основе решения разнообразных задач оптимизации реакторных узлов. Можно указать три направления уточнения и развития оптимальных расчетов. Первое из них — это анализ различных стадийных схем. Укажем, например, па расчет цепочек адиабатических реакторов, где охлаждение реагирующей смеси между стадиями происходит не в промежуточных теплообменниках, а путем добавления холодного сырья или инертного вещества. Другой пример — расчет оптимального трубчатого реактора с секционировапным теплообменником. Второе направление состоит в уточнении критерия оптимальности путем более полного учета затрат на ведение процесса. Например, результаты оптимального расчета цепочки адиабатических реакторов можво уточнить, приняв во внимание расходы на устройство промежуточных теплообменников. Наконец, третье направление — выбор оптимальных значений других управляющих параметров, помимо температуры процесса. Так, в работе [25] рассматривается вопр1>с об оптимальном профиле давления по длине трубчатого реактора, а в работе [26] — об оптимальном изменении состава каталитической системы. При проектировании стадийных схем, наряду с определением оптимального перепада температур между стадаями, может рассчитываться оптимальное количество свежего реагента, добавляемого к реагирующей смеси. Вряд ли можно даже перечислить все возможные варианты задач оптимизации методы их решения, однако, мало отличаются друг от друга. [c.397]

    Бартоломе и Крабец рассчитали многослойный адиабатический реактор для равновесной реакции НаО+С0 — На+СООни рассмотрели зависимость между превращением и входной температурой, влияние старения катализатора на степень нревращения, а также возможность увеличения нревращения путем наилучшего распределения катализатора по нескольким слоям с промежуточным охлаждением реакционной смеси. Они пришли к выводу, что если температура на входе выбрана правильно, отклонение от оптимального распределения катализатора в двухслойном реакторе оказывает лишь незначительное влияние на конечную степень превращения. Расчет оптимального распределения катализатора довольно прост, если имеется необходимая и надежная информация. Строго говоря, такой оптимум действителен только для заданных состава сырья и нагрузки реактора. Так как на работающей установке эти условия могут меняться, очень важно выяснить возможность оптимизации при измененных условиях. [c.215]

    Оптимизация параллельно-последовательной системы адиабатических реакторов (рис, 79, а). Газ в делителе потока разбивается на два потока, каждый из которых проходит цепочку реакторов, работаюнщх в адиабатическом режиме, и теплообменников. Будем предполагать, что в каждом аппарате протекают [c.225]

    Огромные преимущества вычислительных машин широко использовались, и в настоящее время стало обычным выполнение сотни расчетов при разработке одного проекта вместо двух или трех, ко--торые можно было выполнить прежде. Одновременно возрастала уверенность, что с возможностью такой массированной атаки на любую проблему не было более необходимости опираться на искусство и накопленный опыт проектировщика — качество всегда и неизбежно дефицитное. До некоторой степени полагаться на опыт было нежелательно и потому, что это связано, как это ранее случалось, с опасностью увековечивания ошибок и недоразумений прошлого. Существовало также определенное преимущество в предоставлении всей задачи оптимизации ЦВМ и в том, что подход к решению каждой новой проблемы мог быть осуществлен без предубеждений. На основе этой точки зрения появились две тенденции развития применение к проблемам реакторов обычной численной техники оптимизации, которая быстро развивается, и создание — главным образом для многослойных адиабатических реакторов — специализированной техники оптимизации, максимально использующей основные аналитические отношения, чтобы минимизировать объем вычислений. Оба подхода использованы фирмой Ай-Си-Ай при разработке специальных программ расчета реакторов. [c.175]

    Перейдем к рассмотрению изменения профилей различных параметров вдоль реактора в системе с рециркуляционной петлей. Необходимое превращение на выходе из реактора может быть получено различными изменениями вдоль реактора параметров системы — температуры, давления, концентрации. Оно связано с количеством рециркулируемых в начало реактора компонентов. Естественно, что для каждой конкретной реакции роль указанных факторов проявляется по-разному. Несомненно, что широкое использование результатов одновременного поиска изменения профилей различных параметров может привести к весьма интересным результатам. Однако для решения этой задачи желательно дальнейшее совершенствование математических методов оптимизации и более детальное изучение химических аспектов процесса. Рассмотрение реакции дегидрирования этана показало, что существует определенный профиль температуры, который отвечает максимальной нроизвоцительности реактора по целевому продукту. При этом расход исходного сырья не является максимальным и соответствует строго определенной селективности и глубине превращения на выходе из реактора. Следовательно оптимальные профили изменения параметров режима эксплуатации действующих реакторов должны определяться одновременным изменением производительности аппарата. В частности, исследования по определению оптимального температурного профиля для консекутивной реакции показали, что в этом случае необ ходимо реакцию начать с самой высокой температуры оптимального профиля. Затем углубление процесса следует проводить по мере снижения температуры также в соответствии с оптимальным профилем, найденным, подчеркиваю, для рециркуляционной системы. Кстати, в этом плане применение увеличенной рециркуляции непрореагпровавшего сырья в адиабатических реакторах (таких, как реактор для каталитического дегидрирования этилбензола в стирол) люжет значительно повысить их мощность по свежему сырью. Прп такой постановке вопроса реакторы должны конструироваться таким образом, чтобы они удовлетворяли требованиям теории. Это противоречит существующему укоренившемуся положению, когда реакция осуществляется в готовой конструкции реактора в зависимости от его возможностей, [c.15]

    Вопросу оптимизации температурного режима в каскаде из 3 адиабатических реакторов ка тактического риформинга посвящен ряд работ. В работах /1-4/ приводятся результаты исследований и расчетов, согласно которым оптимальной, с точки зрения основных показателей процесса, является повышающаяся последовательность температур на нходах в ступени риформинга. При этом достигается максимальный выход стабильного катализата при заданном содержании в нем ароматических углеводородов. [c.47]

    Сравнить эффективности оптимизации температурных режимов в непрерывном слое катализатора и в каскаде адиабатических реакторов мохно по кривым, приведенным на рис.2. Ив рисунка видно, тличия по обеим координатам макду двумя локальными оптиму-мами для каскада реакторо заметно меньше, чем их отличия от оптимума для непр ного слоя катализатора. [c.52]

    При моделировании, расчете и оптимизации работы реакторов стремятся применить идеальные гидродинамические модели полного омешения или идеалыного вытеснения (ом. с. 283). Для реакторов со стационарным (фильтрующим) слоем катализатора во многих случаях применима модель идеального вытеснения при адиабатическом или политермическом температурном режиме. Для описания каталитических процессов в аппаратах КС непригодны идеальные модели смешения и вытеснения. Наличие газовых пустот (пузырей) в слое катализатора и перемешивание газа и твердых частиц усложняют протекание химических процессов. Это обстоятельство находит отражение в математических моделях реакторов для таких систем, называемых двухфазными. Особенностями таких моделей является то, что реакция не протекает в зоне пузырей, а изменение концентрации реагирующих веществ происходит за счет массообмена с плотной частью слоя. В настоящее время для расчета реакторов КС широко используется так называемая пузырчатая модель, которая была исследована на процессе окисления 50г и дала хорошую сходимость с экспериментом в варианте, когда в плотной части слоя происходит полное смешение. В связи с этим можно рекомендовать эту модель для расчета и оптимизации каталитических реакторов КС окисления 50г в первой ступенп контактирования системы ДК/ДА, при этом слои катализатора изотермичны по высоте. Расчет высот слоев катализатора сводится к решению системы уравнений  [c.266]

    В гл. 8 приведен ряд типичных примеров представлений и принципов, обсуждавшихся в предыдущих главах. В этой главе рассматриваются процессы каталитического окисления, гидрирования, крекинга, синтеза и разложения, а также некоторые аспекты электрокатализа и несколько необычных типов гетерогенного катализа, влияние твердых примесей на процесс окисления элементарного углерода. Рассмотрение каталитических реакторов в гл. 9 охватывает элементарный учет массопереноса, теплопередачи и газовой диффузии, некоторые конструкторские расчеты для адиабатических и изотермических условий, а такя е оптимизацию температурных и концентрационных профилей в различных типах слоев катализаторов. [c.19]

    Исследования, проводящиеся крупнейшими фирмами-произво-дителями стирола, позволяют постепенно совершенствовать технологию его производства. Применяются три типа реакторов дегидрирования — адиабатические с неподвижным слоем катализатора, трубчатые изотермические и секционные. Фирма Monsanto недавно сообщила о снижении себестоимости производства стирола на 16% за счет усовершенствования стадии дегидрирования (снижения расхода пара благодаря изменению конструкции реактора и оптимизации режима). [c.10]

    Сравнение проводилось по производительности 1 катализатора. В качестве критерия оптимизации более правильным был бы экономический критерий, например минимум приведенных затрат, однако это целесообразно делать только при рассмотрении пикла в целом. Работы по математическому моделированию колонн синтеза аммиака продолжаются. Поскольку усложнение конструкций реакторов и приближение режима в них к опти.мально.му не ведет к заметному увеличению производительности колонны, в дальнейшем намечается усовершенствование отдельных узлов и разработка конструкций, сочетающих простейшие известные элементы, например насадки с одним трубчатым и одним или несколькими адиабатическими слоями, насадки с радиальным и взвешенным слоем и т. п. Такие ко.мбииации, хотя и не увеличат производительности ко- [c.173]

Смотреть страницы где упоминается термин Оптимизация адиабатического реактора: [c.391]    [c.11]    [c.391]    [c.431]    [c.248]    [c.391]    [c.22]    [c.449]    [c.173]   
Смотреть главы в:

Методы оптимизации химических реакторов -> Оптимизация адиабатического реактора



ПОИСК





Смотрите так же термины и статьи:

Адиабатический реактор

Реактор оптимизация



© 2025 chem21.info Реклама на сайте