Процесс в слое

Рис. 1-89. Влияние диффузии на процесс в слое

Моделирование процесса в слое [c.16]

Обозначим константу скорости реакции первого порядка в слое твердых частиц порозностью через к. Будем рассматривать гетерогенные реакции в системе газ — твердые частицы их общая скорость лимитируется либо диффузией, либо кинетикой реакции адсорбции или десорбции. В первом случае процесс может лимитироваться внутренней диффузией (в порах частицы) либо внеш-йей (к наружной поверхности частицы). Общая скорость реакционного процесса максимальна в случаях, когда лимитирующей стадией является внешняя диффузия. Кроме того, диффузия может контролировать процесс в слое с барботажем пузырей, когда наиболее медленной стадией является приток свежего реагента от пузырей к непрерывной фазе. [c.311]

Рассмотрим однородную цилиндрическую пору катализатора радиусом р, длиной I, через которую идет поток диффундирующих частиц g и на стенках которой протекает реакция первого порядка (рис. Vni-7). Процесс в слое (х, х -Ь dx) такой поры описывается уравнениями баланса (см. главу II) [c.285]

Рис. 169. Адсорбцион-но-десорбционные процессы в слое адсорбента промышленной установки КЦА р = 56,3 кгс/см , I =

Простейшее математическое описание нестационарных процессов в слое катализатора - это квазигомогенная модель. Реакция без изменения объема может быть записана в следующем виде [c.308]

Рис. 6.18. Принципиальная технологическая схема нестационарного процесса в слое (/4 ) с периодически изменяющимся направлением фильтрации реакционной смеси и в дополнительном слое катализатора (АгУ.

Процессы и реакторы. С учетом данных моделирования процесса в одном зерне составляют математическое описание этого процесса в слое катализатора. Для обобщения опыта моделирования промышленных процессов, сравнения достигнутых результатов и быстрой предварительной оценки путей реализации каждого нового процесса [c.481]

Квазигомогенная модель. Если при исследовании кинетики процесса найдено, что линейная скорость реакционной смеси не влияет на скорость реакции, то можно принять, что стационарному катали-, тическому процессу в слое зернистого материала соответствует квазигомогенная модель. В противном случае необходим специальный анализ каждого конкретного процесса на основе детального анализа физической обстановки. Иногда надо учитывать неоднородность слоя, неравнодоступность внешней поверхности, наличие застойных зон и др. Для нестационарных процессов область применения квазигомогенной модели также сужается. [c.483]

Особенно важное значение однородность катализатора имеет при осуществлении сложных необратимых процессов (окислительные аммонолиз и хлорирование, парциальное окисление углеводородов). Вариация соотношений констант разных реакций приводит к изменению избирательности и тепловыделения из-за резкого различия в тепловых эффектах основной и побочных реакций, что в свою очередь вызывает дальнейшее изменение избирательности процесса в слое катализатора возникают горячие пятна . [c.504]

Для гомогенных химических реакций задачи по устойчивости впервые были поставлены и решены H.H. Семеновым . Существенный вклад в развитие теории устойчивости систем внес Д. А. Франк-Каменецкий . Некоторые задачи по установлению характера протекания процессов в слое катализатора решены О. М. Тодесом . [c.506]

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА В СЛОЕ КАТАЛИЗАТОРА [c.82]

Почти все существующие модели регенерации закоксованного слоя катализатора относятся к неподвижному слою [146, 147, 149, 150, 160-162]. В принципе полная математическая модель нестационарного процесса в слое катализатора учитывает продольный и радиальный перенос тепла и вещества в слое катализатора, а также наличие температурных и концентрационных градиентов внутри пористого зерна, т. е. включает в себя модель (4.15)-(4.16) [159]. Математическое описание такой модели представляется очень сложной системой дифференциальных уравнений в частных производных. Поэтому, чтобы математически моделировать такой сложный процесс, как регенерация катализатора, обычно прибегают к ряду упрощающих допущений. [c.83]

В то же время физические соображения, приведенные выше, качественно показывают возможность эффективности перехода к циклическому режиму при промежуточных значениях продолжительности периода. Отсюда следует, что оптимальная продолжительность длительности цикла соизмерима со значением характерного времени нестационарных тепловых процессов в слое катализатора. [c.132]

Оптимальное периодическое управление температурой на входе адиабатического слоя катализатора. Предположим, что для описания нестационарного процесса в слое можно а) пренебречь продольным переносом тепла и вещества в газовой фазе за счет эффективной продольной теплопроводности и диффузии б) внутри пористого зерна катализатора практически отсутствуют градиенты температур в) можно не учитывать тепло- и массоемкость зерна и свободного объема слоя, так как будут рассматриваться процессы с характерными временами, гораздо большими, чем масштабы времени переходных режимов в газовой фазе теплообмен на границах слоя несуществен. Тогда в безразмерном виде математическую модель нестационарного процесса в слое можно записать так [c.132]

Задача оптимизации в данном случае формулируется следующим образом. Пусть имеется JV последовательно расположенных блоков, некоторые из них являются слоями катализатора, а некоторые — аппаратами, в которых происходят физические превращения реакционной смеси. Процессы в слоях катализатора описываются в общем виде системами дифференциальных уравнений (1Л). Блоки, где физически изменяется реакционная смесь, будем считать аппаратами идеального смешения. Уравнения, в общем случае описывающие процессы в этих аппаратах, будут [c.14]

За последние 10 лет проблеме исследования устойчивости стационарных состояний химико-технологических процессов было посвящено большое число работ. Однако они относились, главным образом, либо к изучению устойчивости одного реактора, например реактора, представленного моделью идеального смещения, процесса на одном зерне, процесса в слое неполного смешения и т. д., либо к исследованию устойчивости достаточно простых систем реактора с внешним теплообменником, реактора с рециклом, реакторов с адиабатическими слоями [54—56]. В книге [55] имеется обширный перечень литературных источников по устойчивости химических реакторов. [c.229]

Затем наносят на график I — х адиабату А А, соединяющую точки начального и конечного состояния газа. Точка, характеризующая окончание процесса в слое, должна располагаться в зоне между кривой оптимальных температур и равновесной кривой. После [c.86]

Обеспечение высокой температуры в начале процесса окисления требует больших затрат энергии на подогрев газа, поступающего на контактирование. Поэтому, на практике температуру газа на входе в контактный аппарат, поступающего на первый слой катализатора, задают лишь несколько выше температуры зажигания (порядка 420°С). В ходе реакции выделяется большое количество тепла и так как процесс в слое катализатора идет без отвода тепла, то температура газа повышается по [c.167]

Таким образом, активное давление слоя, относительная величина которого в зависимости от условий может меняться в широких пределах (от 5 до 30% веса слоя и выше), представляет собой важнейшую характеристику конвективного фильтрационного режима, связанную со всей совокупностью тепловых и технологических процессов в слое. В состоянии покоя опорная реакция должна быть или равна или больше активного давления слоя (Рз Ракт). в момент подвижки слоя должно иметь [c.111]

Предельно возмо кная производительность печи при проточном фильтрационном режиме определяется устойчивостью верхней части слоя. Для увеличения устойчивости слоя целесообразно увеличение давления газов над слоем. Управление процессами в слое осуществляется путем оптимизации загрузки шихты и отбора готового продукта, подачи дутья и топлива. [c.144]

Дутье, применяемое в шахтных печах, может быть-чисто воздушным, увлажненным, обогащенным и, наконец, дутье может быть холодным, имеющим атмосферную температуру, а может быть нагретым до различных температур. Очевидно, параметры дутья не могут не оказывать существенного влияния на процессы в слое [c.150]

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]

Слой катализатора можно представить в виде квазигомогенной системы. Характер протекания контактно-каталитического процесса в слое определяют технологические параметры. [c.437]

Влияние диффузионных потоков вдоль и поперек основного потока вещества рассмотрим раздельно. В дальнейшем покажем, что такое разделение не вносит искажений в результаты исследования процесса в слое. [c.61]

Степень превращения между слоями не меняется [уравнение (5в)]. Не изменится также вид уравнения (5 а), описывающего процесс в слое катализатора. Но необходимо учитывать различный начальный состав газовой смеси для каждого слоя катализатора. , [c.78]

Процесс в слое описывается системой дифференциальных уравнений, записанных в матричной форме [c.190]

Для некоторых каталитических процессов (каталитический риформинг) необходимое тепло вносится парами сырья, температура которых по мере протекания процесса в слое неподвижного катализатора снижается, и пары продуктов имеют более низкую температуру, чем вводимое сырье. Этот случай относится к процессам, сопровождающимся эндотермическим эффектом. Если процесс протекает с выделением тепла (гидрокрекинг, гидроочистка), можно обеспечить изотермический режим реактора, снимая избыток тепла холодным водородом. Процессы подобного типа относятся к непрерывным, а катализатор уже не является теплоносителем. [c.27]

Рис. 7.5. Схема нестационарного процесса в слое (Лх) с периодически изменяющимся направ-лонпем фильтрации реакционной смеси и в дополнительном слое катализатора (Л 2)

В некоторых работах исследования проводили с большим числом частиц катализатора. Течение процесса в слое сопровождается изменения1ми ак температуры во времени и по объему катализатора, так и концентрации кислорода й продуктов реакции вдоль реакционной зоны. Поэтому, естественно, установить кинетические закономерности процесса было [c.46]

Это значит, что в произвольный момент врем.ени х от кокса нацело освобожден слой К—г и идет окисление кокса на поверхности сферы радиуса г. Внутри этой сферы концентрация кислорода равна нулю и выжмг кокса не начинался, но на ее поверхности концентрация кислорода равна конечной величине С, отличающейся от концентраци у внешней поверхности Ср. Таким образом г, ка к и все другие переменные, является функцией х и описание процесса в слое г не требует вв едения частных производных. [c.122]

Численный и качественный анализы математического описания нестационарного процесса в слое позволили установить, как влияют кинетические и теплофизпческие факторы на максимальную температуру и скорость движения тепловой волны. При малых адиабатических разогревах смеси область параметров, при которых реализуются аффективные высокотемпературные режимы, сужается. Так, при низких разогревах оказывается необходимым обеспечить либо высокие линейные скорости смеси, либо значительные времена [c.169]

При осуществлении процесса в неподвижном слое катализатора невозможно одновременно удовлетворять условиям физического и химического подобия. Однако в случае автомодельного режима относительно одних из указанных условий можно исключить последние из математической модели реактора. Так, для химически подобных процессов, протекающих во внешнедиффузионной области, применимы методы физического моделирования. При организации автомодельного режима относительно физических условий можно использовать модель идеального вытеснения, согласно которой процесс в слое идентичен процесссу в отдельнс зерне катализатора. [c.73]

Показана возможность проведения процесса нонверсии в высоком кипящем слое с организующей насадкой при теплопередаче в слое и объемных скоростях, значительно превышающих таковые при плотном сдое. Установлена возможность устойчивой работы при низких (до единицы) соотношениях пар газ. Характер процесса в слое приближается к идеальному вытеснению по газу. [c.183]

Процесс в слое протекает адиабатически, и температура меняется ли-неппо с изменением степени превращения [c.78]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология