Математическое описание процесса в слое катализатора

При строгом подходе к математическому описанию неподвижного слоя катализатора приведенные выше уравнения, выражающие процесс на зерне, должны рассматриваться совместно с уравнениями [c.41]

Поскольку активность катализатора в реакторе постоянна и движущийся слой зерен катализатора можно считать слоем идеального вытеснения (см. главу III), математическое описание-процесса в движущемся слое зерен имеет такую же структуру как и в неподвижном. Однако значения скоростей, входящих в математическое описание, будут различаться во столько же раз во сколько различаются поверхности катализатора в единице объема аппарата. [c.369]

На основе полученных химических и физических закономерностей составляется математическое описание процесса в слое катализатора. Контактный аппарат может состоять из нескольких слоев катализатора, устройств теплообмена, смешения потоков и т. д. Поэтому математические описания процесса и аппарата различаются. [c.437]

Математическое описание процесса в слое катализатора [c.99]

Таблица 3.2. Математическое описание процессов в неподвижном слое катализатора

Математические описания процесса в неподвижном слое катализатора в безразмерной форме приведены в табл. 3.2. При этом можно получить модели процесса и для других случаев (катализатор в межтрубном пространстве [149], наличие инертного слоя перед катализатором [150] и т.д.). [c.107]

Так, математическое описание процесса в неподвижном слое катализатора, с учетом вышеуказанных явлений, представляет собой следующую систему уравнений [c.188]

Следующий уровень- это модель процессов в слое катализатора. Если бы задачу математического описания процессов в слое катализатора мы захотели решать точно, то нам пришлось бы решать гидродинамическую задачу обтекания слоя зерен с учетом химических превращений на зерне. [c.30]

Анализ математических описаний процесса в слое катализатора показал, что для практических случаев процесс можно описать системой дифференциальных уравнений вида (II) из табл.З. Параметры процесса с неоднородной структурой слоя и сложной реакционной смесью являются переменными и рассчитываются по методике, описанной выше. [c.129]

Процесс гидрохлорирования ацетилена идет в кинетической области. Математическое описание процесса в трубке реактора с неподвижным слоем катализатора, учитывающее перенос вещества и тепла, дано в работе [2]. [c.146]

Математическое описание процесса в объем.е реактора или слое катализатора состоит из уравнений материального, теплового балансов и выражений, определяющих скорости индивидуальных реакций, [c.9]

И предполагали, что реакции протекают изотермически по первому порядку в аппарате идеального вытеснения с неподвижным слоем катализатора и в стационарном режиме [6]. В этих условиях математическое описание процесса представляет собой систему уравнений баланса по массе каждого компонента п-, м- и о-ксилола), записанных для элементарного объема ( К) реактора. Из очевидной структуры уравнения баланса для стационарного режима (Приход—Уход=0) получим следующее математическое описание [c.268]

Для оптимального проектирования необходимо прежде всего достаточно полное математическое описание процесса в реакторе выбранного типа, которое в общем случае должно включать следующие системы уравнений стехиометрии реакций, скоростей основных и побочных реакций, массо- и теплообмена (включая уравнения тепловых и материальных балансов). Система кинетических уравнений должна включать уравнения изменения активности катализатора во времени, а система уравнений массо- и теплообмена — гидродинамические характеристики реактора (например, для реактора со взвешенным слоем — перемешивание газа и частиц катализатора, проскок газовых пузырей и др.). [c.219]

В настоящее время исследования процессов в адиабатических реакторах проводят в основном по модели идеального вытеснения [1, 2]. В этом случае математическое описание процесса окисления ЗОг в ЗОз в адиабатическом слое катализатора имеет вид [c.191]

Уравнения (2) —(И) дают полное математическое описание процесса в неподвижном слое катализатора. [c.40]

Многоуровневый иерархический подход с позиций современного системного анализа к построению математических моделей позволяет предсказывать условия протекания процесса в аппаратах любого типа, размера и мощности, так как построенные таким образом модели и коэффициенты этих моделей позволяют корректно учесть изменения масштаба как отдельных зон, так и реактора в целом. Конечно, данный подход весьма непрост в исполнении. Чтобы сделать его доступным для широкого круга специалистов, необходимо сразу взять ориентацию на использование интеллектуальных вычислительных комплексов, которые должны выполнять значительную часть интеллектуальной деятельности по выработке и принятию промежуточных решений. Спрашивается, каков конкретный характер этих промежуточных решений Наглядные примеры логически обоснованных шагов принятия решений, позволяющих целенаправленно переходить от структурных схем к конкретным математическим моделям реакторов с неподвижным слоем катализатора, содержатся, например, в работе [4]. Построенные в ней математические модели в виде блоков функциональных операторов гетерогенно-каталитического процесса совместно с дополнительными условиями представлены как закономерные логические следствия продвижения ЛПР по сложной сети логических выводов с четким обоснованием принимаемых решений на каждом промежуточном этапе. Каждый частный случай математической модели контактного аппарата, приводимый в [4], сопровождается четко определенной системой физических допущений и ограничений, поэтому итоговые математические модели являются не только адекватными объекту, но обладают большой прогнозирующей способностью. Приведенная в работе [4] логика принятия промежуточных решений при синтезе математических описаний гетеро- [c.224]

Математическое описание реактора синтеза метанола содержит описания процессов, протекающих в адиабатическом слое катализатора, а также процессов смешения холодного и горячего газовых потоков при входе в слой катализатора. [c.328]

При расчете промышленных адиабатических реакторов должны быть определены теплоты стадий они приведены в табл. Х-12 Кроме того, математическое описание химического процесса должно быть дополнено расчетом изменения температуры между слоями катализатора при вводе охлаждаюш,его агента (циркуляционного газа или холодного сырья). [c.361]

Математическое описание процессов в адиабатическом слое катализатора имеет вид (1)—г(6), если выполнены следующие-предноложения а) градиенты температур внутри зерен катализа- [c.28]

Математическое описание процессов в адиабатическом слое катализатора имеет вид (3.26) — (3.31), если выполнены следующие предноложения а) градиенты температур внутри зерен катализатора незначительны б) химические процессы на внутренней поверхности зерен катализатора и диффузионные процессы внутри пористого зерна катализатора квазистационарны по отношению к процессам переноса в газовой фазе в) в реакторе протекает одна экзотермическая реакция типа А В без изменения объема. [c.81]

Для математического моделирования реакторно-регенераторного блока каталитического пиролиза необходимы математические описания процесса каталитического пиролиза, протекающего в лифт-реакторе, и окислительной регенерации катализатора в кипящем слое. В литературе приводятся различные математические модели каталитического пиролиза в движущемся слое катализатора, в кипящем слое и др. Все они требуют составления большого количества алгебраических, дифференхщальных, интегральных и интегрально - дифференциальных уравнений тепломассообмена, гидродинамики, а также уравнений, учитывающих изменение по объему реактора массы сырья и его температуры Трудоемкость решения систем данных уравнений вынуждает авторов делать упрощения и допущения. Также следует иметь в виду, что иногда из-за ограниченности экспериментальных данных сложно определить значения некоторых коэффициентов. Все это вынуждает исследователей к поиску новых подходов при моделировании каталитического пиролиза. Во многих литературных публикациях, касающихся составления кинетических моделей, отмечается, что при рассмотрении многокомпонентных систем, для обработки экспериментальных данных предлагается использовать вероятностно-статистические методы, в том числе и для процесса пиролиза. Обзор данных публикаций представлен в работе [1]. [c.120]

Хорошо известно, что гидродинамическая обстановка во взвешенном слое сложна и изменчива. В настоящее время для математического описания процессов в слое чап1 е всего используют двухфазную модель. Согласно этой модели в слое выделяют плотную и неплотную части (фазы) расход через плотную фазу определяется условиями начала псевдоожижения между плотной и неплотной фазами имеет место массообмен. Двухфазная модель используется для анализа работы стационарных процессов в целом без учета движения частиц и газа. Необходимость в более детальных моделях возникает при моделировании нестационарных процессов в кипящем слое например, процессов, в которых свойства катализатора изменяются под действием окружающего газа. Однако теория нестационарных процессов развита в недостаточной степени, и в книге эти вопросы не рассматриваются. [c.8]

Простейшей и наиболее распространенной формой математического описания процессов в неподвижном слое являетс я континуальная, или диффузионная модель. Допущение, лежащее в основе этой модели, заключается в том, что слой считается квазиоднородным, а перенос вещества н тепла описывается диффузионными уравнениями с некоторыми эффективными коэффициентами диффузии Z) и температуропроводности а. С подобной моделью мы уже встречались при описании процессов в пористом зерне катализатора (гл. III, п. 3). Применительно к процессам в неподвижном слое уравнения диффузионной модели выведены уже давно [5, 6]. Степень точности этой модели и условия ее применимости остаются, однако, невыясненными до сих пор. Диффузионную модель можно строго обосновать, если допустить, что внутри реактора может быть [c.184]

В работе [20] математическое описание процесса гидроизомеризации использовано для выбора оптимального проектного решения для второй стадии процесса (см. гл. VI), проводимого на катализаторе ГИ-13. Было решено использовать наиболее простой тип промышленного реактора — адиабатический. Одна ко из-за значительной величины ДГад (разогрев реакционной смеси) целесообразно применять два последовательных адиабатических слоя катализатора с промежуточным охлаждением реакционной смеси холодным водородсодержащим газом. Математическое моделирование, в котором использовали приведенное выше математическое описание, позволило получить опти- [c.300]

Математическое описание процессов, не осложненных адсорбцией было впервые дано Брдичкой и Визнером на основе зависимости предельного тока от концентрации субстрата с учетом толщины реакционного слоя i[20]. Более точное решение проведено Коутецким для пнев-домономолекулярных реакций [21]. Расчет констант скорости химической реакции, лимитирующей процесс, по уравнению Коутецкого позволяет нолучить достаточно надежные данные. В механизме процесса существенная роль принадлежит образованию комплексных соединений между катализаторам и субстратом, хотя при трактовке механизма это не всегда учитывается. Обычно стадия регенерации рассматривалась по схеме Габера и Вейса, предложенной для объяснения каталитического разложения перекиси водорода солями железа [21]. [c.77]

Дпя обработки результатов исследования процессов каталитического гидрооблагораживания по упрощенной и вполне доступной методике в качестве первого этапа следует идентифицировать кинетическую модель (см. т. 2). Следующий этап - изучение закономерностей дезактивации слоя катализатора в соответствии с методическими принципами, изложенными выше. Дпя обработки данных экспериментов от обоих этапов исследования может быть предложено соответствующее математическое описание в виде системы уравнений, связывающих изменение содержания серы в потоке по высоте слоя катализатора с отложешем металлов и времени работы слоя. [c.142]

Структурные схемы подобного типа значительно облегчают принятие правильных решений для наут1н0 обоснованного построения неформальной, основанной на физической сугцности математической модели гетерогенно-каталитического процесса. Здесь уместно отметить, что существуют многие другие более простые в исполнении пути построения математических описаний каталитического процесса. К ним относятся, например, многочисленные модификации формального подхода с позиций черного ящика [1], всевозможные полуэмпирические методы, основанные на относительно неглубоком проникновении в физическую сущность объектов моделирования и др. В последнем случае опыт исследователя может оказаться достаточным для того, чтобы построенная полуэмпирическая модель отражала физическую сущность процесса, однако недостаточно глубокие знания могут привести к ошибочным результатам. Примером могут служить работы, где нестационарные процессы в неподвижном слое катализатора описываются весьма примитивно различными модификациями ячеечной модели [5—7]. [c.224]

Модели реакторов РССГЖП. Для описания процессов в реакторах со стационарным слоем, катализатора разработаны различные математические модели, включающие уравнения материальных и тепловых балансов. Наиболее полные обзоры по имеющимся моделям представлены в работах [19, 20, 24—27]. [c.234]

Помимо описанных моделей процессов, иротекающ,их в реакторах со стационарным слоем катализатора и двухфазным потоком таза и жидкости, разработаны и другие математические модели [42—46], а также упрогценные подходы [18,19,21,47], позволяю-ш,ие исследовать влияние различных переменных на показатели протекания гетерогенно-каталитических процессов и проводить расчеты технологических и конструкционных параметров, а также оптимизацию каталитических реакторов. [c.239]

Механизм 1. Импульсом для создания математических моделей реальных гетерогенных каталитических систем, в которых возможно возникновение сложных и хаотических колебаний, послужила работа [146], в которой исследован механизм возникновения хаотических колебаний, состоящий из двух медленных и одной быстрой переменной. Большинство математических моделей, описывающих автоколебания скорости реакции на элементе поверхности катализатора, двумерны, поэтому они не пригодны для описания хаотического изменения скорости реакции. Механизм возникнования хаоса из периодического движения для кинетической модели взаимодействия водорода с кислородом на элементе поверхности металлического катализатора предложен и проанализирован в работе [147]. Модель учитывает основные стадии процесса адсорбцию реагирующих веществ, взаимодействие адсорбированных водорода и кислорода, растворение реагирующих веществ в приповерхностном слое катализатора. Показано, что сложные и хаотические колебания возникают в системе с кинетической моделью из трех дифференциальных уравнений, два из которых описывают быстрые процессы — изменение концентраций водорода и кислорода на поверхности катализатора, и третье уравнение описывает медленную стадию — изменение концентрации растворенного кислорода в приповерхностном слое катализатора. Система уравнений имеет вид [c.322]

Оптимизация процесса регенерации реального аппарата невозможна без определения условий проведения процесса на единичном зерне для оценки возможных местных перегревов, приводящих к снижению механической прочности и каталитической активности катализатора. Поэтому изучение процесса регенерации целесообразно провести последовательно на единичном зерне, в неподвижном слое, в реальном аппарате. Такой подход не нов процесс на единичном зерне и в неподвижном слое исследовался в СССР Г. М. Панченковым и Н. В. Головановым [1], Д. П. До-бычиным и Ц. М. Клибановой [2]. Особенностью излагаемого ниже подхода является одновременное решение элементарных уравнений материального и теплового баланса с учетом методов, изложенных в главах II, IV и VIII. Такой подход позволяет получить строгое и достаточно точное описание неизотермического процесса, некоторые новые результаты (например, определить температуру разогрева зерна, температуру горячей точки слоя, моделировать различные реакционные системы и т. п.) и, главное, обоснованно подойти к созданий математического описания промышленного регенератора. [c.295]

Промышленный аппарат для регенерации алюмосиликатного катализатора в движуш,емся слое. Имеющиеся математические описания регенератора или включают средние для всего аппарата величины, или связывают входные и выходные величины без каких-либо предположений о внутреннем поле концентраций и температур. Так, в работе [23] экспериментальные данные описывались уравнением, связывающим среднюю скорость горения кокса со средними концентрациями кислорода, температурой процесса, концентрацией углеворода на катализаторе. В работе [24] процесс в регенераторе разбит на две стадии адиабатическую и изотермическую, и для одного случая (начальная температура катализатора —450 °С) предложены уравнения, определяющие зависююсть времени регенерации от конечной закоксованности. В работе [25] предложено определять время полной регенерации в различных предельных режимах (кинетическом, внутреннем и внешнедиффузионном) и затем суммировать их для нахождения времени реального процесса, что неоправданно. Авторам [25] пришлось ввести в предлагаемые уравнения эмпирические коэффициенты, чтобы они соответствовали экспериментальным данным. [c.323]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология