О влиянии гидродинамических условий на кинетику химических процессов

В общем случае, для строгого и обоснованного расчета каталитического реактора прежде всего необходимо располагать всеми данными, характеризующими скорость химического превращения, теплопередачи и массообмена, а также влияние гидродинамических условий проведения процесса затем составить и решить соответствующие уравнения материальных и тепловых балансов, кинетики, гидродинамики, диффузии и теплопередачи. При этом для решения системы указанных уравнений используют электронные вычислительные машины. При проектировании многих реакторов до последнего времени преимущественно используются методы приближенного расчета. Это наиболее характерно для реакторов с кипящими слоями катализатора, в которых кинетическая картина процесса очень сложна, изучена еще недостаточно и их расчет, в значительной степени, базируется на весьма немногочисленных экспериментальных данных, полученных из имеющегося опыта промышленной эксплуатации. [c.253]

Заканчивая краткое рассмотрение общих сведений по прикладной макрокинетике сложных гидрогенизационных процессов в нефтепереработке, нужно еще раз подчеркнуть особые трудности макрокинетического анализа сложных модификаций жидкофазного гидрокрекинга с плавающими порошкообразными катализаторами. Вследствие исключительной трудности четкого математического описания и расчета жидкофазных гидрогенизационных процессов на основе результатов лабораторных (или пилотных) исследований ранее использовали эмпирические переходные коэффициенты от лабораторных (пилотных) масштабов работ к заводским [4, 90]. В последнее время [22, 24, 91—93] кинетику химических процессов, осложненных в заводских реакторах наличием диффузии и теплопередачи, начали изучать с применением математических методов [33, 91—93], Такое математическое моделирование пока, к сожалению, практически применимо лишь для простейших процессов типа сернокислотного катализа. Исследования кинетики необходимо проводить в строго определенных условиях, полностью исключающих влияние гидродинамических факторов и гарантирующих изотермичность процесса. Такие условия обеспечиваются, наприме >, при применении проточно-циркуляционного метода [94]. Довольно точные данные о кинетике в некоторых случаях можно получить и по более простой методике при частичном разбавлении исходного сырья продуктами реакции [61, 71] однако полная изотермичность зоны катализа при этом не гарантируется. [c.163]

В процессах с движущимся катализатором (типа термофор), а особенно в кипящем слое, влияние гидродинамических факторов еще сильнее, чем в процессах с неподвижным слоем катализатора. Поэтому при их разработке целесообразно исследовать различные стороны процесса отдельно. Активность и стабильность катализатора и кинетику химических превращений наиболее удобно исследовать на проточно-циркуляционных или других безградиентных установках. Такие вопросы, как истираемость катализатора, скорость падения активности, условия регенерации, также следует изучать в специальных условиях. [c.375]

Сложность расчета химических реакторов определяется необходимостью учета не только кинетики химических превращений, но также и влияния на результат процесса гидродинамической обстановки, условий массообмена и теплообмена в аппарате. [c.163]

В процессах с движущимся катализатором, а особенно в кипящем слое, влияние гидродинамических факторов еще сильнее, чем в процессах с неподвижным слоем катализатора. Поэтому при их разработке целесообразнее всего исследовать различные стороны процесса отдельно. Активность и стабильность катализатора и кинетику химических превращений наиболее удобно исследовать на проточно-циркуляционных или других кинетических установках. Истираемость катализатора, скорость падения активности, условия регенерации следует изучать в специальных условиях. Целесообразно отдельно исследовать гидродинамические характеристики аппарата. Однако практически последнее редко удается осуществить полностью и с достаточной надежностью и поэтому пока часто нельзя обойтись без предварительного моделирования процесса в целом в лабораторных условиях. Поскольку при этом целью является фактически исследование не катализатора, а аппарата, то лабораторную аппаратуру желательно выполнять в наибольших возможных размерах, чтобы устранить влияние стенок и других особенностей малых аппаратов. [c.418]

Помимо термодинамических и кинетических факторов, определяющих характер химических процессов, давно было отмечено некоторое влияние на ход и исход реакций, главным образом на полноту конверсии реагентов, также еще и гидродинамических факторов. Даже в лабораторных условиях классического препаративного синтеза, равно как и в условиях эксплуатации старых промышленных реакторов периодического действия, например в производстве анилиновых красителей, большое значение придавалось механическому перемешиванию массы реагентов и процессам конвекции. Но так как в подавляющем большинстве случаев такие процессы происходили в гомогенных жидких средах и скорость потока масс при этом была прастическн несопоставима со скоростью реакций, гидродинамические факторы оказывали все-таки незначительное влияние на кинетику химических процессов. [c.143]

Следовательно, начальным этапом построения математической модели ректификационной установки является разработка математического описания, которое состоит из взаимосвязанных описаний кинетики массопередачи, гидродинамики потоков, равновесных зависимостей, уравнений тепловых и материальных балансов элементов установки. При этом гидродинамика движения потоков пара и жидкости оказывает двоякое влияние на разделительную способность отдельных элементов. С одной стороны, влияние гидродинамики проявляется через общую структуру взаимодействующих потоков пара и жидкости (макроуровень), а с другой стороны, влияние гидродиками-ки сказывается на характеристиках интенсивности локального массообмена между контактирующими потоками пара и жидкости. Именно сложность такого двоякого учета влияния гидродинамических условий взаимодействия контактирующих потоков на эффективность массопе,редачи в ректификационных установках явилась одной из причин широкого использования концепции теоретической ступени разделения. Другой причиной являются значительные трудности теоретического описания процессов межфазного массообмена в многокомпонентных смесях, особенно в случае ректификации смесей компонентов с существенно различными физико-химическими свойствами. [c.31]

Существующие методики технологического расчета полимеризаторов для производства синтетических каучуков базируются большей частью на знании химической кинетики, которая иссле о ется в сосудах лабораторного масштаба. При этом, как правило, игнорируется влияш1е явлений тепломассопереноса и гидродинамики, па смотря на то, что в промышленных реакторах эти явлеш1я оказывают существенное влияние па наблюдаемую кинетику. Поэтому целесообразно развитие подхода, в рамках которого учитывается, что макрокш1етика процесса полимеризации в промышленном реакторе рассматривается как результат совместного влияния химической кинетики и кинетики переноса с учетом гидродинамических условий и структуры потоков. При этом параметрами математических моделей выступают физические и [c.78]