ПРОЦЕССУ В НЕПОДВИЖНОМ СЛОЕ КАТАЛИЗАТОРА

В. С. Б е с к о в, В. П. К у 3 U н, М. Г. С п и п ь к о, Моделирование химических процессов в неподвижном слое катализатора. Радиальный перенос вещества и тепла. Хим. пром., № 7, 508 (1964). [c.302]

Таблица 7.1. Технологические схемы, реализующие нестационарный циклический процесс в неподвижном слое катализатора

Математическая модель. Математическое описание процессов в неподвижном слое катализатора при периодическом реверсе подачи газовой смеси настолько сложно, что для его анализа удается использовать только численные методы. Качественный анализ проводится при упрощающих допущениях. [c.307]

Таблица 6.1. Сопоставление различных технологаческих схем, реализующих нестационарный циклический процесс в неподвижном слое катализатора

Модель реактора. Легко подсчитать, что количество возможных моделей процессов в неподвижном слое катализатора равно нескольким сотням. Однако, используя приведенные выше неравенства, которые выделяют основные факторы, определяющие поведение температурных и концентрационных полей в реакторе, легко построить узкую существенную модель процесса в [c.12]

Матрос Ю. Ш., Кириллов В. А., Слинько М. Г. Общие принципы построения модели нестационарных процессов в неподвижном слое катализатора.—В кн. Моделирование химических процессов и реакторов. Т. 3. Новосибирск изд. ИК СО АН СССР, 1972, с. 62 -75. [c.23]

Реализация приведенной математической модели позволяет рассчитывать процесс в неподвижном слое катализатора с учетом внутренних и внешних неоднородностей. В качестве примера на модальной химической реакции рассчитывался реактор с однородной структурой слоя е = 0,42 прп наличии уплотнения е = 0,3 с координатами. Г1// ап = 0,1 . Га/Дап = 0,5 г,/ ап = 0,15 2г/ ап = = 0,4. Исходные данные для расчета = 7900 кал/моль — [c.59]

Результаты расчета [9] показывают, что двухфазная модель (28) достаточно полно описывает динамику переходных процессов в неподвижном слое катализатора. Влияние неравномерности распределения потока на перенос тепла и вещества учитывается конвекцией, коэффициентами межфазного тепло- и массообмена, эффективной теплопроводностью и диффузией, являющимися функциями от скорости фильтрации [10]. [c.87]

Разработана методика расчета процесса в неподвижном слое катализатора с учетом неоднородностей входного потока и структуры слоя. Проведено моделирование каждого слоя промышленного адиабатического реактора окисления метанола в формальдегид, получены профили скорости фильтрации, температуры и степени превращения. Показано, что наличие структурных неоднородностей при степенях превращения много меньше единицы приводят к образованию горячих пятен в слое и за ним, причем влияние структурных неоднородностей тем опаснее, чем ближе к выходу они расположены. Приведены допустимые значения входных неоднородностей по температуре в масштабе всего реактора для каждого из слоев. Табл. 2. Ил. 5. Библиогр. 6. [c.174]

В численных расчетах исследовалась математическая модель нестационарных процессов в неподвижном слое катализатора, учитывающая продольный перенос тепла по скелету катализатора, тепло- и массообмен между наружной поверхностью зерен и газовым потоком, конвективный перенос тепла и массы и, если необходимо, внутренний перенос вещества и тепла в зерне катализатора. [c.175]

Каталитический риформинг проводится под давлением водорода, который получается в результате дегидрирования нафтеновых и дегидроциклизации парафиновых углеводородов. Проведение его в кипящем слое катализатора обеспечивает непрерывность работы и изотермичность процесса. Огромным преимуществом является возможность переработки высокосернистого сырья без предварительного обессеривания его. Процесс протекает на алюмомолибденовом катализаторе. Кипящий слой позволяет осуществлять более тонкую регулировку температуры, отпадает необходимость промежуточного нагрева. При получении топлива с одинаковой октановой характеристикой температура паров продукта на входе в реактор может быть понижена по сравнению с процессом в неподвижном слое катализатора. Снижение средней температуры в слое приводит к увеличению выхода целевого продукта за счет легких фракций. [c.250]

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ В НЕПОДВИЖНОМ СЛОЕ КАТАЛИЗАТОРА [c.59]

МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ РАСЧЕТА ХИМИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА В НЕПОДВИЖНОМ СЛОЕ КАТАЛИЗАТОРА С УЧЕТОМ ПРОДОЛЬНОГО И РАДИАЛЬНОГО ПЕРЕНОСОВ [c.68]

Рис. В.2. Иерархическая схема построения модели процесса в неподвижном слое катализатора

Именно случайное распределение потока и локальной структуры слоя обосновывает статистический подход к описанию стационарного процесса в неподвижном слое катализатора в виде квазигомогенной модели, хотя размер элемента слоя (одного зерна) может быть сопоставим с его диаметром. Перенос вещества и тепла в этом случае характеризуют средними по слою эффективными коэффициентами переноса. Поскольку их усреднение основано на случайном распределении [c.87]

Далее можно выделить основные составляющие процесса неподвижного слоя катализатора в соответствии с иерархической структурой его квазигомогенной модели. Одна из составляющих - превращение в пористом зерне катализатора, другие - перенос тепла и вещества движение реагентов в слое, тепло- и массообмен между потоком и поверхностью зерен, переносы тепла и вещества по слою вдоль общего потока в поперечном направлении, отвод тепла через стенку. Если обмен между потоком и поверхностью зерен существен,, т.е. разность температур и концентраций между потоком и поверхностью значительна, то перенос тепла и вещества по слою, естественно, разделяют на две составляющие по твердой фазе слоя и через смывающий их поток. Структура стационарного процесса в неподвижном слое катализатора представлены на рис. 3.8. [c.88]

Процесс в неподвижном слое катализатора опишем квазигомогенной моделью, т.е. протекающим в сплошной среде, через которую движется поток реагентов с линейной скоростью и (или объемной V). Химическое превращение веществ протекает во всем объеме со скоростью w( , Т). Возникающие градиенты концентраций и температуры обусловливают перенос вещества и тепла по слою, характеризуемый коэффициентами X. , Dj, D , а . Если внешний перенос на зерне катализатора существенен, то модель будет двухфазной. [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]

Основной результат расчета процесса в неподвижном слое катализатора - поле температур и концентраций, описываемых уравнениями, приведенными в табл. 3.2. Некоторые результаты сопоставления расчетных и экспериментальных данных приведены на рис. 3.26. Отметим, что кинетические модели и их коэффициенты были получены в лаборатории проточно-циркуляционным методом. Затем была выбрана соответствующая модель процесса и рассчитаны температурный и концентрационный профили в слое. Они же были измерены в промышленном реакторе или в элементе промышленного реактора (трубка с катализатором). Результаты расчета (линии на рис. 3.26) и измерений (точки) наложены друг на друга без какого-либо уточнения [c.134]

ПАРАМЕТРЫ - расчет теплофизических свойств смеси по данным его компонентов и параметров массо- и теплопереноса в зернистом слое. Программа используется при моделировании процессов в неподвижном слое катализатора. [c.469]

Во всех промышленных технологических схемах производства окиси этилена принят процесс в неподвижном слое катализатора с рециркуляцией продуктов реакции. Ниже дается описание некоторых схем, осуществленных в промышленности, а также рассматривается влияние отдельных факторов (давление, температура, концентрация реагирующих веществ и др.) на показатели процесса получения окиси этилена. [c.227]

Висмут-молибденовые катализаторы без носителя обладают низкой механической прочностью. В качестве носителя для этих катализаторов применяется круиноиористый силикагель [19] (для осуществления процесса в неподвижном слое катализатора) или силиказоль (для процессов в псевдоожиженном слое). Катализатор содержит от 20 до 50% активной, массы на носителе. Благоприятное влияние на висмут-молибденовые катализаторы оказывают небольщие добавки соединений фосфора [до 1,5% (масс.) в пересчете на Р2О5]. Практически, не изменяя активности и селективности, добавки соединений фосфора значительно повышают стабильность катализатора. [c.684]

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]

Математические модели нестационарных процессов в реакторе. Легко подсчитать, что количество возможных моделей процессов в неподвижном слое катализатора равно нескольким сотням. Однако используя приведенные выше неравенства, выделяющие основные факторы и определяющие поведение темперйтурных и концентрационных полей в реакторе, легко построить узкую существенную модель процесса в целом. Так, для процесса окисления SO2 в SO3 в реакторе с адиабатическими слоями катализатора нестационарный процесс в первом слое должен описываться моделью, учитывающей градиенты температур и концентраций внутри зерна катализатора, в последующих слоях процесс в зерне достаточно представить моделью идеального перемешивания по теплу стационарные режимы во всех слоях удовлетворительно описываются моделью идеального вытеснения стационарный режим для процесса синтеза винилхлорида в трубчатом реакторе описывается квазиго-могенной моделью, учитывающей перепады температур по радиусу трубки, а для описания нестационарных процессов в реакторе не обходимо учитывать и перепады температур внутри зерна. [c.73]

Экспериментальные результаты. На основе качественного и численного анализа математической модели нестационарных процессов в неподвижном слое катализатора выше были выделены два основных фактора, обусловливающих положительный эффект при протекании обратимой экзотермической реакции в условиях циклического управления температурой исходной смеси. Первый из них определяет возможность понижения средней температуры исходной смесп в циклическом режиме до такого значения, при котором в стационарном режпме реакция протекала бы с незначительной скоростью. Второй фактор определяет существование таких частот изменения температуры исходной смеси, при которой колебания температуры лишь постепепно затухают по длине слоя катализатора. [c.138]

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]

Рассчитанные отношения w(p)/w(p) показаны на рис. 3.5, из которого видно, что в кинетической (р f HO- OjHBO внешнедиффузионной областях (р<Кк иб-> ) распределения локальных коэффициента обмена мвжно не учитывать. В переходной области (0,1 < Р < 5) )v (P) систематически завышена по сравнению с iv(P) максимально на 1%, т.е. в пределах точности измерения коэффициентов обмена [124] и акшв-ности катализатора. Результаты такого анализа структуры потока, обтекающего элементы зернистого слоя, позволили сделать вывод о том, что для практических расчетов стационарных процессов в неподвижном слое катализатора наружную поверхность зерен можно считать равнодоступной, а процессы переноса характеризовать средним значением коэффициента обмена, определяемым экспериментально. Для нестационарного процесса, возможно, неоднородность обтекания элементов зернистого слоя будет существенна, в этом случае необходим учет локальной структуры потока при построении модели процесса. [c.85]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология