Реактор изотермический трубчатый

Рис. 13-30. Изменение концентрации в изотермическом трубчатом реакторе с рециркуляцией.

Математическая модель. Рассмотрим изотермический трубчатый реактор непрерывного действия (рис. 5). Пусть через реактор объемом V, длиной Ь и сечением 8 проходит непрерывно с объемной скоростью и реакционная масса, имеющая на входе концентрацию г-го компонента, равную [c.18]

Аппаратурное оформление. Для дегидрирования используются реакторы двух типов изотермические (трубчатые) н адиабатические. В изотермических реакторах дегидрирование проводят при постоянной оптимальной температуре (625—650 "С), что обеспечивает наибольший выход стирола. Реактор трубчатого типа представляет собой металлический цилиндрический кожух, футерованный внутри огнеупорным кирпичом. Внутри реактора установлена трубчатка из труб (реторт), заполняемых катализатором и обогреваемых снаружи горячими дымовыми газами. Межтрубное пространство разделено вертикальной перегородкой на две равные части, что позволяет обогревать трубки с двух сторон сжиганием топливного газа. Диаметр и число труб могут колебаться, высота труб около 3,0 м. Трубы внутри плакированы медно-марганцевым сплавом во избежание разложения этилбензола при контакте с железом. [c.118]

Еслп диффузии нет, то каждый элемент потока проходит реактор, не взаимодействуя с другими, и, следовательно, ведет себя как маленький периодический реактор со своим собственным временем реакции. Рассмотрим изотермический трубчатый реактор, имеющий форму цилиндра радиусом а. Пусть линейная скорость потока на расстоянии ра от оси реактора равна V (р) при этом средняя скорость определяется как [c.288]

Для оценки стационарных режимов зернистого слоя в целом необходимо, таким образом, хотя бы качественно исследовать характер решений уравнений (VI.144) и (VI.145). Заметим, что первые два члена этих уравнений описывают перенос вещества и тепла, соответственно в поперечном и продольном направлениях. Возможны два предельных режима теплопереноса [36]. Первый — почти адиабатический, когда отвод тепла на стенку незначителен и практически все тепло реакции уходит на нагревание реагирующего потока. В этом режиме первый член уравнения (VI.145) пренебрежимо мал повсюду, кроме ближайшей окрестности стенки реактора. Переход трубчатого реактора в почти адиабатический режим является крайне нежелательным, поскольку при этом не решается главная задача аппарата этого типа — обеспечение отвода тепла реакции на стенку — и температура в центре реактора быстро возрастает, вызывая угрозу перехода процесса в диффузионный режим. Желательным обычно является другой предельный режим работы реактора, который можно назвать почти изотермическим. В этом режиме тепло реакции отводится в основном на стенку, а изменение температуры по длине реактора мало. Соответственно второй член уравнения (VI. 145) мал по сравнению с первым и в первом приближении может быть отброшен. Из сравнительной оценки обоих членов ясно, что условие работы реактора в почти изотермическом режиме имеет вид [c.254]

Как видно пз рисунка, оптимальная температура процесса в изотермическом трубчатом реакторе лежит между равновесной температурой при и температурой, при которой скорость превращения на выходе пз реактора максимальна. Это значит, что только для одного поперечного сечения уравнение (VI, ) обосновано поэтому при прочих равных условиях объем изотермического трубчатого реактора больше, чем объем трубчатого реактора с оптимальным температурным профилем. Хорн 1 рассчитал отношение этих двух объемов для экзотермических обратимых реакций первого и второго порядков. [c.211]

При низкой степени превращения протекает главным образом первая реакция, и допустима относительно высокая температура когда образовалось уже значительное количество промежуточного продукта, его распад должен быть замедлен снижением температуры. Согласно Хорну, получаемое при этом увеличение производительности достигает 10—20% от производительности изотермического трубчатого реактора, дающего тот же выход. Последнее означает, что проблема максимальной производительности вряд ли возникает в случае консекутивных реакций. Температурный уровень влияет главным образом на максимальный возможный выход, и значительно уменьшить необходимый объем реактора довольно сложно. [c.217]

На основании приведенных данных были сделаны расчеты промышленной установки полимеризации исходной смеси, содержащей 80 объемн. % ацетилена и 20 объемн. % инертных веществ. Расчеты показали, что непрерывный процесс должен осуществляться в пяти одинаковых параллельно работающих реакторах типа трубчатых печей (в каждом по 37 трубок длиной Зли диаметром 0,05 л). Процесс необходимо проводить при давлении 20 ат я такой температуре, чтобы реакцию можно было рассматривать как протекающую изотермически при 550° С. При указанных рабочих параметрах общая нагрузка печей по исходному газу должна составлять 0,196 л /се/с. При расчетах пренебрегали перепадом давления на входе в реакторы и выходе из них и считали, что газовая смесь подчиняется законам идеальных газов. [c.129]

Рис. У1П-5. Область устойчивости изотермического трубчатого реактора идеального вытеснения (пример УПМ).

Рассмотрим для примера изотермический, трубчатый реактор, в котором протекают реакции [5] [c.11]

Изотермический трубчатый реактор с продольным перемешиванием также может быть описан одним уравнением, следовательно, и к нему применим подход, принятый в данном разделе. Сравнивая уравнения (I, 8а), (I, 9а) и (I, 9в) для изотермических условий с уравнениями (VI, 12), (VI, 5в) и (VI, 5г) для адиабатических условий, получаем результат, который аналогичен достаточным условиям (VI, 95). Таким образом, изотермическая система имеет единственное стационарное состояние, если [c.147]

В качестве второго примера рассмотрим модель изотермического трубчатого реактора с продольным перемешиванием, предназначенного для проведения реакции нулевого порядка [c.157]

Пример vni-l. Применить рассмотренное выше интегрирование к модели изотермического трубчатого реактора идеального вытеснения [c.192]

В гл. VI было показано, что в случае трубчатого реактора идеального вытеснения множественные стационарные состояния отсутствуют, но они могут возникнуть, когда существует диффузия. Если рецикл рассматривается как форма обратного перемещивания, то можно ожидать, что уравнения трубчатого реактора идеального вытеснения с рециклом при некоторых условиях задачи могут иметь множественные рещения. Чтобы проверить это, рассмотрим уравнение стационарного состояния (VI, 21а) и предположим, что реактор изотермический, а кинетика описывается уравнением (II, 6). Тогда [c.220]

Пример 1Х-1. Возможны ли множественные стационарные состояния для изотермического трубчатого реактора идеального вытеснения с рециклом, если скорость реакции представлена выражениями [c.223]

Решение. Уравнение изотермического трубчатого реактора идеального вытеснения [c.223]

За счет внешних теплообменников Трубчатый реактор Изотермический Получение акриловой кислоты окислением пропилена [c.128]

Г-13. Рассмотрите изотермический трубчатый реактор идеального вытеснения с рециклом для случая необратимой кинетики в форме Михаэлиса—Ментен [c.250]

В уравнения статики объектов с распределенными в пространстве параметрами входят дифференциальные уравнения в частных производных (для одномерных задач — в обыкновенных производных). Статика объектов с сосредоточенными параметрами описывается конечными — алгебраическими или трансцендентными — уравнениями. Например, статика изотермического трубчатого реактора длиной Ь характеризуется уравнением [c.36]

Количество циркуляционного газа существенно уменьшается при применении изотермических трубчатых реакторов, с отводом тепла реакции испаряющимся конденсатом или высокотемпературным теплоносителем с одновременным получением пара Количество циркуляционного газа определяется только необходимостью поддержания бензола в паровой фазе, соотношение газ бензол уменьшается с 70 1 до (8- 10) 1 [c.27]

С 0,06% объемного кислорода и компримируется до давления 1500—2500 ат. Кислород служит катализатором или инициатором процесса, расходующимся во время реакции. Смесь нагревается до температуры 190° С и подается в трубчатый реактор из нержавеющей стали. Инициированная реакция протекает очень быстро. В результате около 25% этилена превращается в высокомолекулярный полимер. Полимеризация идет с выделением тепла, поэтому принимаются специальные меры для поддержания в реакторе изотермических условий (190° С). [c.77]

Промышленное дегидрирование н-бутана в н-бутены осуществляют в реакторах периодического действия на неподвижном слое катализатора или в реакторах непрерывного действия с псевдоожиженным слоем катализатора. Процесс дегидрирования на неподвижном слое катализатора был впервые осуществлен в США во время второй мировой войны. Процесс ведут в изотермических трубчатых реакторах, недостатками которых являются малая производительность, неравномерность загрузки и прогрева катализаторного слоя. В отечественной промышленности процесс дегидрирования проводят в реакторах с псевдоожиженным слоем катализатора. Этот способ был реализован в СССР в промышленности в 1960—1963 гг. [c.99]

В верхней графе табл. 7 приведены формальные уравнения скоростей превращения, в которых и 2 — константы скорости исевдо-гомогенного превращения. Применим их для расчета максимального выхода (т1р) (т. е. макспмальной величины < Ср > /с ) в трубчатом реакторе, чтобы выявить влияние разного рода физических сопротивлений на (т р) . Составим материальный баланс для изотермического трубчатого реактора [ср. с уравнением (П,11)] [c.180]

Кюхлер 9 занимался изучением проблем этого типа. Он последовал обратимую реакцию в изотермическом трубчатом реакторе. При определенной нагрузке оптимальная температура составила 338 С, а степень превращения 68%. С увеличением нагрузки реактора в 2,5 раза скорость превращения при той же температуре составляет 45%. Однако оптимальная температура реактора нри новых условиях равна 358 °С, а соответствующее ей максимальное превращение повышается до 55%. [c.215]

При изотермической работе реактора изменение скорости или состава загрузки приводит к постепенному изменению превращения от одной величины к другой. Временной интервал, в течение которого произойдет этот переход, имеет существенное значение. При нестационарных условиях процесс, например в кубовом реакторе, описывается обычными дифференциальными уравнениями вследств-ие введения новой переменной — времени (при стационарном режиме он описывался алгебраическими уравнениями). Мэйсон и Пирет провели математический анализ пуска изотермического каскада кубовых реакторов на основании исследования были рекомендованы способы быстрого достижения эксплуатационных условий. Для описания нестационарного режима изотермических трубчатых реакторов приходится решать дифференциальные уравнения в частных производных, в то время как стационарный режим в таких реакторах описывается обычными дифференциальными уравнениями. Решение в каждом отдельном случае, даже когда скорость превращения не является линейной функцией концентраций, можно получить при помощи современных счетных устройств. [c.240]

Периодические колебания концентрации спирта на входе изотермического трубчатого реактора с неподвижным слоем катализатора в виде частиц А1гОз привели к увеличению селективности в реакции дегидратации этанола [16]. При этом наблюдается сильное влияние частоты и несимметричности входной функции на выход этилена. Оказалось, что при оптимальном подборе параметров вынужденных воздействий выход этилена может быть увеличен в два раза по сравнению с выходом, достигаемым при стационарном процессе. [c.35]

Пример VII1-2. Использовать направляющие функции на составной фазовой плоскости, чтобы построить замкнутую ограниченную область для изотермического трубчатого реактора идеального вытеснения при протекании в нем последовательной необратимой реакции [c.195]

Пример 1Х-5. Шмеел и Амундсон (1966 г.) изучали изотермический трубчатый реактор с продольным перемешиванием и рециклом для случая реакции первого порядка. Пользуясь линейностью системы, они смогли определить характеристики собственных значений, связанные с откликом на возмущение на входе. Проверить найденное Шмеелом и Амундсоном комплексное собственное значение с помощью модифицированного метода коллокации, принимая гу равными [c.233]

Процесс полунепрерывного (замедленного) коксования можно осуществить в лаборатории лишь с известной степенью приближения, воспроизводя работу реактора при изотермическом режиме, а не при режиме переменной по высоте реактора температуры, как в промышленном процессе (см. стр. 81). Изотермический режим лабораторного реактора обвспечивается регулированием электрообогрева. Для приближения к промышленному режиму следует исходить из температур нагрева коксуемого сырья в трубчатой печи и выхода паров из коксовых камер иа промышленных установках. По эксплуатацнопным данным максимальная температура нагрева сырья в печи пе превышает 500—510 °С перепад температур по высоте камер составляет от 40 до 60 °С. Приближенно темнературу в реакторе изотермического режима можпо считать среднеарифметической между температурами на входе и выходе из камеры. Более точно эту температуру можно определить по номограмме А. И. Зиновьевой и Д. И. Орочко (рис. 54). Для данного случая Если, например, принять начальную температуру (поступления в камеры) равной 505 °С, а конечную 1., — 460 °С, то температура с.с.п, эквивалентная средней скорости политропического процесса, по номограмме составит около 484 °С. При этой температуре к нуншо проводить пробег лабораторной установки. [c.128]

Наряду с реакторами с кипящим слоем, щирокое применение находят трубчатые реакторы изотермического типа со стационарным слоем. Это одно- или многоступенчатые реакторы с трубами небольшого диаметра, заполненными катаяизатором с соответствующей теплопроводностью. Агент окисления подают на каждую ступень. Тепло реакции снимается охлаждением через стенку ияи парообразованием на теплосъемных поверхностях. Для поддержания определенной температуры Б слое каталййатора подбирают соответствующий диаметр труб. [c.12]

Одним из возможных направлений для уменьшения количества цирсуляционного газа и, следовательно, расхода электроэнергии является применение изотермических трубчатых реакторов с отводом тепла реакции испаряющимся конденсатом (или циркуляцией высокотемпературного теплоносителя) с получением пара. В этом случае количество циркуляционного газа определяется только необходимостью поддержания бензола в паровой фазе. [c.48]

В промышленности дегидрирование этил- и изопропилбен-зола проводят в реакторах двух типов — изотермических (трубчатых) и адиабатических (шахтных). [c.107]

При проведении процесса в адиабатических условиях neKOTopi.ix преимуществ можно добиться, комбинируя реакторы идеального смешения с трубчатыми реакторами (см. библиографию на стр. 252). Мы видели, что в изотермическом реакторе скорость реакции монотонно уменьшается с увеличением степени полноты так что при проведении процесса в реакторе идеального смешения всегда требуется большее время контакта, чем в трубчатом реакторе. Это положение остается верным и для эндотермических реакций, проводимых адиабатически. Однако, мы видели, что при адиабатическом проведении обратимой экзотермической реакции скорость реакции сначала возрастает, а затем падает. Если построить график зависимости fo) от i вдоль адиабатического пути, проходящего через точку I = о, г = T a, то получится кривая, подобная изображенной [c.246]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология