Выбор реактора и селективность

ВЫБОР РЕАКТОРА И СЕЛЕКТИВНОСТЬ [c.97]

Оптимальный означает наилучший . И когда говорят оптимальный режим , оптимальный реактор , - следует пояснять в каком смысле наилучший, какой показатель имеет наилучшее значение. Поскольку такие показатели могут быть различны объем реактора, степень преврашения, выход продукта, селективность процесса и т.д., то и задач определения оптимального режима также может быть несколько в зависимости от того, какой показатель оптимизируют Задача оптимизации возникает почти на каждом этапе разработки процесса и реактора. Например, при разработке или выборе катализатора определяют такую оптимальную пористую структуру, которая могла бы обеспечить максимальную скорость преврашения на зерне катализатора при выборе реактора подбирают оптимальные конструктивные размеры, обеспечивающие минимизацию общих затрат на него, а затем определяют оптимальные концентрации и температуру, обеспечивающие максимальное превращение или выход продукта и т.д. Оптимизация химических процессов и реакторов - многовариантная задача. [c.203]

Проблемой, общей для всех программ по ожижению угля, является выбор реактора для испытаний. Это относится к определениям активности, селективности и стабильности. Среди автоклавных реакторов (см. рис. 8.2.4) только реактор с низкой тепловой инерцией может быть достаточно быстро нагрет и охлажден для эффективного использования при выборе наилучших катализаторов. Наиболее универсальной испытательной системой является трехфазный проточный реактор (см. разд.-8.2.2). [c.226]

Существует много способов регулирования скоростей основных и побочных реакций. Например, с этой целью можно использовать селективный катализатор, который будет ускорять только главный процесс. Кроме того, соответствующим выбором типа реактора часто можно воздействовать на ход реакций в системе, о чем уже упоминалось в разделе УП1. Так, если в, системе проходят две параллельные реакции по схеме [c.372]

Несомненно, что лучшим способом достижения этой цели является использование селективного катализатора, если его удастся подобрать. В противном случае максимальное значение отношения достигается соответствующим подбором рабочей температуры, при которой отношение становится максимальным. Здесь мы будем рассматривать лишь методы, связанные с выбором самого реактора. [c.119]

Значительные резервы повышения производительности катализатора заключены в оптимальном выборе пористой структуры, размера н формы зерен катализатора. Как подбор катализатора, так и оптимизация его пористой структуры и размера зерен представляют важнейшие начальные этапы при решении глобальной проблемы разработки промышленного каталитического процесса. Оптимальность промышленного реактора обычно определяется экономическим критерием, в который наряду с многими факторами, влияющими на рентабельность процесса (например, производительность реактора по целевому продукту, селективность процесса, себестоимость одного или нескольких целевых продуктов, эксплуатационные затраты и т. п.), входят также параметры, характеризующие пористую структуру катализатора, размер и форму зерна. На эти переменные могут быть наложены ограничения, определяемые условиями эксплуатации и технологией приготовления катализаторов. Оптимальный выбор способа приготовления катализатора, при реализации которого формируется заданная микроструктура катализатора, составляет одну из основных стадий всей процедуры принятия решений при разработке промышленного контактно-каталитического процесса. [c.119]

Внедрение цеолитсодержащих катализаторов выявило необходимость применения для крекинга прямоточных реакторов с восходящим потоком (лифт-реакторов) с малым временем контакта катализатора и сырья, специальных приемов регенерации, обеспечивающих снижение содержания остаточного кокса на катализаторе до 0,05% (масс.) и окисление оксида углерода в диоксид. Схема реакторного блока одной из современных установок каталитического крекинга, предназначенного для максимального использования активности и селективности цеолитсодержащих катализаторов, приведена на рис. 1.1. Совершенствование аппаратурного оформления процесса, выбор необходимых условий реакции и регенерации при дальнейшем улучшении качества цеолитсодержащих катализаторов позволили дополнительно увеличить выработку бензина на 6—12% (масс.). [c.8]

Опубликовано более 40 работ по определению примесей в алюминии высокой чистоты активационным методом. Анализируемый образец и эталоны облучают в ядерном реакторе потоком нейтронов 10 —нейтрон см сек и измеряют активности образующихся при этом радиоактивных изотопов с помощью сцинтилляционного у-спектрометра. Время облучения (в зависимости от определяемых примесей) от нескольких часов до нескольких недель. Большей частью предварительно разделяют примеси на группы различными методами осаждением на носителях, экстракцией, ионообменной хроматографией. Известен метод определения примесей с использованием у-спектрометрии и без химического разделения селективность метода при определении отдельных элементов достигается выбором соответствующего времени облучения и охлаждения [5951. Предложен метод активационного анализа без разрушения образца с применением Ое (Ь1)-детекторов у-излучения, обладающих высокой разрешающей способностью [1093]. [c.228]

Выбор типа реактора по селективности и способу введения реагентов [c.179]

Разработка высокоэффективных процессов. Одним из основных принципов, позволяющих наиболее полно использовать сырье для получения целевых продуктов, является повышение селективности процессов. Селективность процесса зависит прежде всего от катализатора, а также от условий проведения процесса температуры, давления, концентрации реагентов, растворителя (в случае жидкофазных процессов), времени пребывания реагентов в зоне реакции и других параметров, а также типа реактора. При этом выбор оптимальных параметров позволяет достигнуть максимальной селективности процесса. [c.238]

Анализируемые компоненты остаются в хромато-распредели-тельном методе в неизменном виде, однако можно совместить этот метод с реакционной хроматографией, используя либо селективные комплексообразователи, либо селективные реагенты. И в этом случае выбор реагентов шире, чем при использовании реакторов в хроматографической схеме. Кроме того, сочетание распределения и химических реакций также дает определенные преимущества, позволяя в ряде случаев подбирать систему фаз таким образом, чтобы реагент находился практически только в одной из фаз. [c.68]

Тип протекающих в реакционно-ректификационной колонне реакций влияет на показатели процесса, определяет выбор способа управления процессом и метод его расчета. К первой группе относятся РРП с простыми реакциями. Эта группа подразделяется на две подгруппы РРП с необратимыми реакциями [5, 29] и РРП с обратимыми реакциями [3]. Основным назначением использования РРП с простыми реакциями является увеличение скорости реакций и повышение конверсии исходных реактантов. РРП со сложными реакциями составляют вторую группу. Назначение таких процессов часто не ограничивается увеличением скорости и конверсии, но служит задаче повышения селективности реакции. Примеры РРП с параллельными реакциями представлены в [17, 29] и с последовательными в [12]. В [9] описан РРП со сложной последовательно-обратимой реакцией. Наибольшее число публикаций по РРП касается обратимых реакций вида А+Вч=ьС- -Д. Связано это, в первую очередь, с очевидностью преимуществ РРП в сравнении с обычными реакторами по возможности смещения равновесия за счет использования эффекта ректификации. Между тем, возможности РРП по повышению селективности сложных реакций выявлены еще недостаточно. [c.118]

В предлагаемом читателю четвертом издании учебника по химии и технологии основного органического и нефтехимического синтеза сохранена теперь уже принятая в большинстве вузов систематизация материала по основным химическим процессам данной отрасли промышленности. Это позволяет в необходимом единстве и без повторений изложить теоретические основы каждого процесса (его химию, термодинамику, механизм, кинетику и катализ) и на этой базе обосновать выбор условий синтеза и типа реакторов, обеспечивающие высокую производительность и селективность. Технологические схемы приводятся в упрощенном, принципиальном виде, обычно в приложении к технологии одного из важнейших продуктов, получаемых при помощи данного процесса. При этом дается обзор альтернативных путей производства основных продуктов и их технико-экономическое сравнение. По убеждению автора, учитывая очень большое число получаемых в данной отрасли продуктов, только такой способ изложения материала будет способствовать глубокому пониманию студентами химии и технологии основного органического и нефтехимического синтеза. [c.7]

Повышение селективности достигается соответствующим выбором параметров процесса (температуры, давления, времени контакта) и типа реактора, подбором более селективных ката- [c.18]

Независимо от выбора катализатора и других условий на селективность гидрирования и дегидрирования сильно влияет температура. Обычно чем ниже температура, тем селективнее можно провести процесс по более реакционно-способным группам или остановить его на определенной промежуточной стадии. Наоборот, повышение температуры способствует глубоким превращениям. Существенно, что нежелательные побочные реакции гидрогенолиза, крекинга, дегидроконденсации и другие имеют более высокую энергию активации, чем дегидрирование или гидрирование. Так, для крекинга н-бутана энергия активации равна 250 кДж/моль, а для его дегидрирования в м-бутен только 168—184 кДж/моль, что позволяет повысить селективность путем снижения температуры. Поскольку при уменьшении температуры одновременно уменьшаются скорость процесса и производительность реактора, то практически в каждом случае можно найти область оптимальных температур, соответствующую минимуму экономических затрат. Дополнительные ограничения на выбор этого оптимума налагает обратимость реакции гидрирования — дегидрирования. [c.453]

Ряд переменных определяет решение общей задачи оптимизации эксплуатационных характеристик реактора при дезактивации. Эти переменные включают состав катализатора и его распределение, тип реактора и его размер, температуру контактирования и конверсию, ограничения, по селективности. Выбор типа реактора уже обсуждался в разделе 8.1, так что дальнейшее обсуждение связано с влиянием других переменных. [c.192]

Большое влияние выбор типа реактора оказывает на селективность процесса, качество получаемого продукта, что объясняется прежде всего разным характером распределения концентраций реагентов и продуктов в реакционном объеме аппарата. Это особенно важно учитывать при проведении последовательных и параллельных реакций разного порядка. Например, при реакции полимеризации от типа реактора может в большой степени зависеть распределение молекулярных масс образующихся полимеров. Объясняется это тем, что реакция имеет вероятностный многостадийный характер (активация, образование цепи, ее рост, обрыв) и, следовательно, на качество продукта (распределение по молекулярным массам) основное влияние оказывают время пребывания и изменение концентрации в реакционном объеме. Эти факторы изменяются по-разному в реакторах различного типа. Например, в реакторе вытеснения трудно обеспечить высокое качество продукта, так как большой диапазон изменения времени пребывания по сечению аппарата при наличии высокой вязкости среды создает резкую разницу в степени полимеризации у стенки аппарата и по его оси. Поэтому наиболее распространенным типом реактора для таких процессов является аппарат смешения или каскад из таких аппаратов. [c.497]

Кроме кинетических закономерностей процесса, которые являются одним из главных факторов при выборе и сравнении типов реакционных аппаратов, во многих случаях следует учитывать и экономическую эффективность зависимость себестоимости продукта и ее слагаемых, а также доход от удельной производительности реактора (рис. 17.15). Эта необходимость объясняется тем, что, как было показано ранее, технологические условия (концентрация, температура, давление, соотношение реагирующих потоков и др.) могут по-разному влиять на такие показатели, как степень превращения, селективность, удельная производительность реактора, а следовательно, и на себестоимость продукта. [c.499]

Выбор типа аппарата. Получив соотношения между выходом целевого продукта и селективностью, используем формулы (УП1,99), (УП1,100) и (УП1,101) для выбора типа реактора. [c.316]

При выборе типа реактора теоретический режим, выявленный в процессе исследования микрокинетики, является своего рода эталоном, который показывает характер необходимого изменения режима в реакторе с глубиной превращения. Выбирая тип реактора, необходимо знать область протекания процесса (диффузионная или кинетическая). Так, внешнедиффузионные процессы осуществляются в адиабатических реакторах с одним небольшим по высоте слоем катализатора. Далее нужно оценить степень внутридиффузионного торможения процесса на зерне. Если протекают одна простая реакция или несколько параллельных реакций, внутридиффузионное торможение только снижает наблюдаемую активность катализатора. Однако, если полезный продукт частично претерпевает в реакторе какие-то изменения (например, при последовательной схеме реакций с полезным промежуточным продуктом), внутридиффузионное торможение может значительно уменьшить селективность процесса. Чтобы избежать этого, приходится значительно уменьшать размер зерна катализатора, что влияет на выбор типа аппарата. [c.420]

Для оптимального осуществления сложных реакций важнейшее значение приобретает их селективность по целевому продукту—она определяет расход сырья, а следовательно, и экономичность производства. Это не означает, что в данном случае вообще не играет роли удельная производительность реактора, она лишь отступает на второй план по сравнению с простыми реакциями. Поскольку удельная производительность реакторов была подробно рассмотрена раньше, в данной главе делается упор на обоснование выбора условий обеспечения высокой или оптимальной селективности процесса. При этом мы полностью отвлечемся от тех очень важных способов регулирования селективности, которые зависят от типа реагентов или катализаторов и области протекания процесса, влияющих на отношение констант А,/А, считая, что их выбор уже сделан на предыдущих стадиях исследования. [c.397]

Когда лучший по селективности тип реакционного узла оказывается невыгодным по удельной производительности, а также из-за дополнительных затрат, связанных с усложнением его конструкции или обслуживания, вопрос о выборе типа реактора нужно решать с привлечением экономических критериев оптимизации. [c.415]

Ввиду последовательно-параллельного типа протекающих реакций для повышения селективности выгоден реактор, близкий к модели идеального вытеснения, при отсутствии циркуляции смеси. Вместе с высокой линейной скоростью потока это предопределяет выбор трубчатого реактора с большой длиной труб малого диаметра (змеевик, трубчатка). Первая его секция служит для подогрева смеси, что для высокотемпературных реакций осуществляют в трубчатой печи топочными газами, а для других — в пароподогревателях типа, например, труба в трубе . Основная часть реакции может осуществляться в адиабатических условиях. [c.221]

От типа реактора может зависеть не только степень превра-иХения исходных реагентов и селективность, но и выход целевого продукта. Поэтому при выборе реактора рекомендуется учитывать связь между Ха, Фл и Фд. [c.130]

При проведении обратимых и сложных реакций возникают дополнительные требования при выборе реакторов, такие, ка,к обеспечение высокой селективности и выхода по целевому прЬдукту. [c.159]

Серебряный катализатор — эффективный высокоизбирательный катализатор, однако необходимо следить за поддержанием температуры в реакторе в достаточно узком интервале, так как селективность процесса резко понижается с повышением температуры. Для эффективного решения проблемы теплосъема большое значение имеет также выбор носителя для катализатора. Разработан ряд методов замедления реакции окисления этилена в диоксид углерода. В качестве ингибиторов предложено несколько соединений, но лишь ДХЭ и полихлорароматические продукты эффективны при использовании в промышленных масштабах. [c.271]

Повыщенис селективности достигается соответствующим выбором параметров процесса (температура, давление, время контакта) и типа реактора, подбора более селективных катализаторов н т. д, являясь составной частью более общей задачи оптимизации п юцесса. При этом повыщение селективности даже на 1% оз-начае для многотоннажного производства экономию в сотни тысяч рублей. [c.19]

Конструкции печей пиролиза. При выборе конструктивных решений следует стремиться к компромиссному сочетанию селективности и производительности пирозмеевика, обеспечивающему гибкость при эксплуатации печн. Короткие, с малым временем контакта реакционные змеевики обеспечивают высокую селективность пиролиза, но требуют применения труб малого диаметра для передачи реагирующей смеси необходимого количества теплоты. Они имеют относительно небольшую производительность. Более высокая производятель-ность достигается в реакторах с трубами большого диаметра, но селективность пиролиза при этом уменьшается. [c.101]

Поскольку реакция оксихлорирования весьма экзотермична, необходимо из реакторов отводить большое количество тепла. В реакторах с кипяшим слоем катализатора отвод тепла осуществляют с помощью охлаждающих змеевиков, погруженных в кипящий слой [12]. Температуру реакции поддерживают обычно около 210—240 С. Так как кипящий слой катализатора практически изотермичен, то условия реакции одинаковы по всему слою. Оптимальная температура реакции достигается благодаря соответствующей конструкции и режиму работы системы удаления тепла. Поэтому активность катализатора мало влияет на поддержание температуры реакции в данной системе. Выбор катализатора основан главным образом на его стойкости к истиранию, способности к ожижению слоя и селективности. Катализаторы, работающие в кипящем слое, должны иметь прочную структуру, чтобы исключить возможность образования мелких частиц. Необходимо избегать слипания частиц катализатора, которое может нарушить режим кипящего слоя или даже полностью исключить его образование. [c.261]

Среди концентрационных факторов, влггяших на селективность, обычно ваянзгю роль играют параметры процесса, как начальные концентрации (парциальные давления) реагентов, их мольное отношение в исходной смеси и степень конверсии. Распределение концентраций по реакционному объему зависит от гидродинамической модели реактора, а также способа введения реагентов и организации потоков веществ. Очевидна роль рецикла промежуточных и обратно образующихся побочных продуктов реакции. Даны примеры качественного предсказания по уравнениям селективности возможного выбора параметров и способов организации процесса с повышенной селективностью. Их количественная оценка долзша проводиться с учетом других факторов известными методами оптимизации с применением экономических критериев оптимальности. [c.142]

Кинетика и механизм реакций жидкофазного окисления ароматических соединений рассмотрены в главах 1—3. В на- стоящем разделе кратко обобщены те закономерности и спе-и ифические особенности реакций, которые представляют интерес при определении факторов управления скоростью и селективностью реакций окисления, выбора параметров оптимизации и типа реактора. [c.187]

Независимо от выбора катализатора и других условий на селективность гидрирования и дегидрирования сильно влияет температура. Обычно чем ниже температура, тем селективнее можно провести процесс по.более реакционноспособным группам или остановить его на определенной промежуточной стадии. Наоборот, повышение температуры способствует глубоким превращениям. Существенно, что нежелательные побочные реакции гидрогенолиза, крекинга, дегидроконденсации и другие имеют более высокую энергию активации, чем дегидрирование или гидрировацие. Так, для крекинга н-бутана энергия активации равна 60 ккал/моль, а для его дегидрирования в н-бутилен — только 40—44 ккал/моль, что позволяет повысить селективность путем снижения температуры. Поскольку при уменьшении температуры одновременно уменьшаются скорость процесса и производительность реактора, то практически в каждом случае можно найти область оптимальных температур, соответствующую минимуму экономических затрат. Дополнительные ограничения на выбор этого оптимума налагает обратимость реакции гидрирования — дегидрирования. Наконец, при прочих равных условиях селективность зависит от времени контакта, определяющего фактическую степень конверсии исходного вещества. Чем ближе она к равновесной, тем значительнее развитие последовательных реакций более глубокого гидрирования, гидрогенолиза, крекинга или конденсации, ведущих к снижению селективности. Поэтому для каждого процесса гидрирования и дегидрирования имеются оптимальные степень конверсии и время контакта. Обычно гидрирование проводят до высокой степени конверсии (более 90%), а время контакта в разных случаях изменяется от долей минуты до нескольких часов. При более высокотемпературном дегидрировании, осложненном обратимостью реакции, степень конверсии составляет иногда всего 20—40%, а время контакта находится в пределах от долей секунды до нескольких секунд. [c.651]

В примере на стр. 419 решалась задача выбора оптимальной температуры в каскаде из двух реакторов полного смешения, но при этом задавалась степень конверсии после первого реактора. Каким образом с помощью боксовских планов решить эту задачу по трем переменным — Г], и Хд Найдите эти величины для максимума селективности, пользуясь данными, приведенными в примере на стр. 419. [c.467]