Распределение между изотермическими реакторами

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ МЕЖДУ ИЗОТЕРМИЧЕСКИМИ РЕАКТОРАМИ [c.135]

Рассчитать каскад из трех реакторов идеального смешения для проведения реакции А —В второго порядка в изотермических стационарных условиях ((rf /rfr) = 0) методом неопределенных множителей Лагранжа. Требуется минимизировать объем реакторного блока, определить распределение объемов отдельных реакторов по ступеням каскада и рассчитать концентрацию компонента А в перетоках между реакционными блоками. [c.120]

Таким образом, оптимальное распределение нагрузок между адиабатическими реакторами подчиняется законам, выведенным для изотермических реакторов. Однако у адиабатических реакторов есть еще один признак оптимальности распределения нагрузок— равенство температур на выходе из реакторов. [c.149]

Для того чтобы решить этот вопрос, сравним два эксперимента — изотермический и адиабатический. Примем, что адиабатический эксперимент проводится при одной начальной температуре Го, а изотермический при двух и Т2, так что разность между ними АГ = = Т —Т равна адиабатическому перепаду температур. Будем считать, что конструкция реактора обеспечивает отбор проб в т точках, равномерно распределенных по длине слоя катализатора. Сравнение будем проводить на примере единственной мономолекулярной реакции типа А Б. Тогда для изотермических условий можно написать систему дифференциальных кинетических уравнений [c.436]

Таким образом найдено, что в изотермическом каскаде реакторов идеального смешения оптимальное распределение, времени пребывания по всем аппаратам будет в том случае, если объемы всех реакторов равны между собой (одинаковое время пребывания т во всех аппаратах). При этом время пребывания реагентов в каждом реакторе п (i = , . .., N), при котором достигается заданная степень превращения исходного реагента А, т. е. определенная величина отношения я(0)/ (ЛЛ рассчитывается по формуле (VI, 90). Общее время пребывания реагентов в каскаде характеризуется величиной /лг (VI, 86), рассматривав мой для заданного значения л ( ) как функция величины (°). [c.290]

Температура и степень превращения в реакторе будут иметь ступенчатое распределение (рис. 4.60, а к 6), подобное таковому в изотермическом режиме (см. разд. 4.9.2, рис. 4.44). Кривые Дт) их(т) есть графическое отображение функции (4.120), и эти зависимости надо представлять как набор значений х и Г, устанавливающихся в различных реакторах. В координатах Т-х режим процесса в реакторе будет описываться линией, соединяющей две точки между исходным состоянием смеси при х , Т и конечным, определенным заданным х (рис. 4.60, в), т.е. последовательность точек при разных х будет лежать на прямой адиабаты Т= Т + Т (х - х ), показанной на рис. 4.60, в штриховой линией. [c.194]

Вопрос об оптимальном соотношении объемов ступеней неоднократно обсуждался в литературе. При этом, однако, рассматривались лишь гомогенные химические реакции (см., например, обзор в работе [51]). Выло установлено, что значение Я(,пт при проведении гомогенных химических реакций в каскаде реакторов смешения заключено в диапазоне от 1 до а, т. е. в иных пределах, чем для гетерогенных процессов. Это отражает некоторые принципиальные различия между гомогенными и гетерогенными процессами, отмечавшиеся в главе 1. Результаты изотермического гомогенного процесса полностью определяются концентрациями реагентов в ступенях и средним временем пребывания в них распределение частиц (т. е. молекул) по времени пребывания не играет в этих процессах никакой роли, так как химическая активность молекулы не зависит от того, сколько времени она уже пробыла в каскаде реакторов. В противоположность этому, химическая активность частицы твердой фазы в гетерогенном процессе зависит от времени ее пребывания в каскаде чем больше время пребывания частицы, тем сильнее она растворилась и тем ниже ее реакционная способность. Это различие между гомогенным и гетерогенным химическими процессами хорошо видно на примере реакций нулевого порядка. Если скорость гомогенного процесса не зависит от концентрации, то степень превращения определяется только средним временем пребывания и не зависит ни от числа ступеней, ни от соотношения их объемов. В этих условиях можно выбрать в качестве опт произвольное неотрицательное число. Если обозначить оптимальное отношение объемов при нулевом порядке реакции через Яо, то естественнее всего положить Хо==0, что соответствует одноступенчатому реактору применение многоступенчатых систем для проведения таких процессов является излишним. Для гетерогенных реакций нулевого порядка это уже не так результат процесса определяется не столько средним временем пребывания, [c.187]

Следовательно, в изотермическом каскаде кристаллизаторов типа MSMPR оптимальное распределение времени пребывания по всем аппаратам будет в том случае, если объемы всех реакторов равны между собой (одинаковое время пребывания ti во всех аппаратах). При этом время пребывания раствора в каждом кристаллизаторе рассчитывается по формуле (4.59). [c.343]

В последнее время при помощи метода динамического программирования получены интересные результаты. Грюттер н Мессикоммер показали, что для реакций первого порядка (включая обратимые, параллельные и консекутивные), проводимых изотермически в каскаде кубовых реакторов, максимальная производительность достигается при равном распределении объема между реакторами. Если порядок реакции не равен единице, это положение неверно однако, например, для изотермических реакций второго порядка разница в производительности при оптимальном и равном распределении объема незначительна Поэтому из техничес Ких и экономических соображений следует, что в изотермическом каскаде все реакторы могут иметь один и тот же объем. Арис применил теорию динамического программирования к трубчатым и к многосек- [c.220]

Политропические реакторы с непрерывным теплообменом вследствие часто наблюдаемого равенства температур входа п выхода из зоны реакции нередко ошибочно принимают за технически изотермические, хотя эффективность работы их, как правило, даже ниже, чем у ступенчатых схем. Условия работы этих систем зависят от основных химико-технологических характеристик процессов и многих конструктивных и чисто теплотехнических факторов. Наряду с общетехнологическими моментами весьма значительное (и часто даже решающее) влияние на ход процесса оказывает интенсивность теплоотвода из единицы объема зоны реакции. Определяющая ее величина тепловой напряженности удельной поверхности теплообмена переменна и, ак известно, равна произведению коэфициента теплопередачи и средней разности температур ( /ср) между реагирующей смесью и хладоагентом. В свою очередь разность температур зависит от распределения тепловыделений по длине аппарата, которое при процессах с криволинейными графиками кинетики резко неравномерно, что отмечалось уже ранее и было показано на фиг. 69 и 70. [c.336]

В связи с большой сложностью процессов, протекающих при трехфазном синтезе Фишера —Тропша, для его исследования необходимо использовать математическое моделирование. Для этого нами выбрана трехфазная модель. Приняты допущения рассматривается стационарный процесс, проте-каемый в реакторе периодического действия по жидкой фазе режим изо-барно-изотермический основное сопротивление массопереносу между газовой и жидкой фазами сосредоточено в жидкой фазе сопротивление массо-передачи на границе жидкость — катализатор пренебрежимо мало достигается однородное распределение частиц катализатора по высоте реактора учитывается осевое обратное перемешивание и пренебрегается радиальное перемешивание в газовой фазе скорость газа по высоте реактора не меняется. Исходными данными являются технологические параметры (температура, давление, количество и состав перерабатываемого синтез-газа), состав слар-ри-фазы, концентрация катализатора в ней, геометрические размеры реактора. В качестве выходных данных рассматриваются степень конверсии синтез-газа и состав продуктов синтеза. [c.65]

Большие выделения тепла (670 ккал1кг) затрудняли ведение процесса при изотермическом режиме. Несмотря на разбавление сырья циклогексаном и циркуляцию большого количества водорода, выполнявшего функции охлаждающего агента, а также разбавление катализатора инертным материалом, распределение температур в зояе катализа. во всех опытах было неравномерным. Максимальная температура была в первой половине первого реактора. Промежуточный отвод тепла между реакторами позволял несколько снизить температуры во втором реакторе, но на распределение температур в нем влиял мало. Ввиду отсутствия возможности осуществить в укрупненном масштабе (на пилотной установке) надежный отвод тепла [c.8]