Изменение давления по длине реактора

При исследовании кинетики реакций весьма важен вопрос о выборе контролируемого параметра. В простых газо-жидкостных процессах, в которых хорошо изучены направления химических превращений (например, реакции гидрирования непредельных соединений или восстановления нитросоединений водородом), контролируемым параметром может служить давление. Процесс в этом случав проводят статически в изохорических условиях, а скорости реакций измеряют по скорости изменения давления в системе. Математическая обработка полученных результатов достаточно проста. Для сравнительно простых реакций можно применять адиабатический метод исследования кинетики [4—6], когда контролируемым параметром является только температура. Метод основан на определении скорости разогрева (охлаждения) адиабатического реактора и применим для сильно экзотермических (или эндотермических) реакций. Для его использования нужно знать тепловые эффекты реакций и теплоемкости реагентов и продуктов. Надо, однако, иметь в виду, что при применении чисто адиабатического метода всегда есть опасность непредвиденного изменения направления реакции по мере повышения температуры, что сразу затрудняет расшифровку полученных данных. Гораздо большую перспективу имеет применение для исследования каталитических процессов метода неизотермического эксперимента, где наряду с анализом веществ производится замер профиля температуры по длине слоя катализатора или по ходу опыта. [c.403]

Предстоит проанализировать несколько факторов. Во-первых, необходимо знать влияние температуры и давления на равновесный выход, скорость реакции и состав полученных продуктов. Это даст возможность определить оптимальный температурный режим процесса, т. е. программу изменения температуры во времени для периодического процесса, оптимальное распределение температур по длине реактора идеального вытеснения или по аппаратам каскада проточных реакторов идеального смешения. Указанные данные позволяют также успешно выполнить расчет реакторов. [c.205]

Для гомогенных трубчатых реакторов, имеющих значительную длину, необходимо учитывать изменение давления в реакторе. Гидравлика дает следующую закономерность для изменения давления в круглой трубе [c.38]

Система (VII, 283) характеризует изменение по длине реактора основных параметров процесса (концентрации реагирующих веществ и продуктов реакции, температура, давление и т. д.), В ка- [c.356]

Здесь очевидно формальное совпадение с уравнениями периодической реакции в замкнутом объеме, где I — обычное время. Уравнение (IX.6) справедливо для жидкофазных реакций и газофазных реакций, идущих без изменения числа молей и с пренебрежимо малым перепадом давления по длине реактора. [c.258]

Если реакция идет с изменением объема, условия ее протекания в потоке и в замкнутом объеме существенно различны. В то время как реакция в замкнутом сосуде идет при постоянном объеме, реакция в потоке протекает при постоянном давлении. Вследствие этого видоизменяется форма кинетических уравнений процесса [12, 131. В процессе с изменением объема линейная и объемная скорости потока меняются по длине реактора, и переход от уравнения (11.60) к-(11.61) уже невозможен. [c.75]

Если давление по длине реактора меняется незначительно, изменение энтальпии dh вызвано двумя причинами изменением температуры dT и изменением состава, характеризуемого степенью превращения одного из компонентов. При этом по уравнению (IV,5) получаем [c.123]

Тогда математическое описание процесса с учетом изменения скорости потока и давления по длине реактора представляется следующей системой уравнений материального и теплового балансов и баланса импульса [c.22]

Изменение давления газа по длине реактора в первом приближении можно считать линейным и определить при помощи уравнения [c.199]

На основании экспериментальных данных получено следующее выражение для изменения давления по длине реактора [c.216]

Как показали проведенные измерения давления по длине реактора (рис. 2.11) в момент периодического сброса, при снижении давления в начале реактора на 20 МПа в конце реактора давление снижается на 30 МПа [14]. Такое значительное изменение давления в процессе реакции приводит к снижению производительности и ухудшению однородности свойств полимера. [c.26]

Устойчивость работы реактора при значительных изменениях основных параметров режима (С, Т, Р, Ац. да). Перечисленные требования взаимосвязаны и в значительной степени противоречивы рациональность их определяется влиянием на себестоимость и качество продукции. Обычно не удается реализовать процесс в реакторе таким образом, чтобы были удовлетворены одновременно все предъявляемые к нему требования в виду их противоречивости. Приходится вырабатывать наиболее рациональные и экономичные решения, обеспечивающие поддержание заданных значений основных параметров процесса времени реакции, температуры в различных точках реакционной зоны, давления, степени перемешивания реагирующих веществ, изменения концентраций реагентов по высоте (длине) реактора. [c.79]

В режиме Б работает промышленный реактор на действующем производстве. на процесс в промышленном реакторе заметное влияние должны оказывать такие факторы, как изменение высоты слоя в различных режимах, изменение давления и скорость газа по длине реактора и т-д. [c.117]

Процесс окисления парафина ведется со ступенчатым изменением давления по длине реактора от 10—15 ати в начале реактора со снижением давления после каждого диффузора. На выходе реактора давление соответствует атмосферному. Температура процесса 160° С. Быстрота реакции и большие скорости потока позволяют легко осуществить непрерывный процесс окисления парафина. [c.104]

Регулировка режима работы реактора осуществляется изменением давления метана. При указанных размерах и числе метановых сопел расход метана пропорционален давлению в диапазоне давлений выше 4,4 ата. Можно полагать, что при таком способе перемешивания потоков время смешения может быть сокращено до величин порядка 10" сек. Это позволяет определить длину реактора, исходя из кинетических закономерностей термического разложения метана (см. табл. 7). Принимая время реакции при оптимальных условиях равным 1,5. 10" сек, найдем длину реактора равной 150 жл1. Таким образом, ввод струй воды для закалки должен осуществляться на расстоянии 150 мм от места ввода метана. Так как скорость снижения температуры при закалке должна быть не ниже —10 град/сек, то длина закалочной камеры не должна превышать 500 мм. Из теплового баланса следует, что для охлаждения указанного количества продуктов реакции с температуры 1700° до —500° К необходим расход воды 850 г/сек. [c.98]

При расчете геометрических параметров реактора на промышленную производительность чаще мы имеем информацию о лабораторных работах, позволяющих подобрать наиболее оптимальные параметры протекания реакции температуру, давление, катализатор, соотношение концентраций при определенной степени преврашения и времени протекания процесса. Лабораторные опыты в основном ведутся в периодическом режиме. Результатом этих работ является также и экспериментальная кривая распределения продуктов реакции в зависимости от времени, позволяющая сделать некоторые выводы об области, где протекает рассматриваемый процесс. Лишь после того, как будет выбрано уравнение скорости реакции, проинтегрировано и это уравнение будет хорошо аппроксимировать кривые распределения продуктов реакции, мы можем окончательно определить область протекания данной реакции. Выбранное уравнение скорости реакции и полученная на базе его интегрирования кривая распределения продуктов реакции используются затем при расчете реактора. Почти всегда область протекания реакции для рассматриваемого типа реакций не меняется при масштабном переходе. Влияние диффузионных процессов может стать более значительным при изменении гидродинамической обстановки с изменением масштабов аппарата. Но определяющей, как и прежде, остается сама химическая реакция, которая протекает медленнее диффузионных процессов. Таким образом,после того как мы определили область протекания химической реакции, рассчитали характеристический размер аппарата, его реакционный объем или длину в зависимости от гидродинамического режима, который необходимо создать в реакторе, можно перейти к составлению материального и теплового баланса. Поскольку процесс протекает в установившемся изотермическом режиме, уравнения материального и теплового баланса рассчитываются для аппаратов, для которых известны входные и выходные параметры и количество тепла, выделяющееся в нем- в единицу времени. Таким образом, имеющаяся информация для статических условий протекания процесса достаточна для того, чтобы с помощью физического метода моделирования на базе теории подобия рассчи- [c.89]

Возникновение высоких температур и давлений в ударной трубе можно объяснить на основании анализа изменения этих параметров во времени в различных точках реактора. Диаграммы изменения давлений по длине трубы в различные моменты после разрыва диафрагмы и возникновения ударной волны наглядно показывают изменения дав ления, вызываемые ударной волной. [c.304]

Совершенно очевидно, что текущая объемная скорость в начале реак тора равна так называемой объемной скорости, т. е. объему исходных веществ, подаваемых в реактор в единицу времени, если при этом объем определен при температуре и давлении, отнесенных к условиям реактора. При прохождении реагентов но длине реактора текущая объемная скорость будет изменяться в соответствии с изменением состава смеси. [c.382]

Способ зонного управления тепловым режимом, представленный на рис. У-8,в и У-8,г, хорошо применять на печах наиболее совершенной конструкции, имеющих расширенные излучающие экраны горелок, близко расположенные к змеевикам с вертикальными трубами. Для печей с горизонтальным расположением труб змеевика, где имеются сильные перекрестные связи между излучающими горелками и температурой реактора и где горелки имеют ограниченную тепловую мощность, такой способ управления оказывается неустойчивым для них разработан способ регулирования размера реакционной зоны [161 ], поясняемый с помощью рис.У-9. В соответствии с ним при изменении условий процесса уменьшается количество тепла, подводимого к реактору на начальном участке 1, причем величина этого участка может дискретно изменяться, как это показано на рис. У-9,а. При этом происходит концентрация тепла, необходимого для реакции на участке 2, и увеличивается крутизна температурного профиля реакционной смеси. Регулирование температуры смеси на выходе из змеевика производится изменением общей подачи топлива (см. рис. У-9,б), что вызывает изменение интенсивности обогрева реактора по всей длине и перемещение всего температурного профиля Т(х). Величину участка можно устанавливать в зависимости от какого-либо параметра, характеризующего общий расход топлива для реакции пиролиза или интенсивность подачи топлива в горелки, обогревающие участок змеевика таким образом, чтобы интенсивность обогрева этого участка была близка к максимальной. В качестве таких параметров авторами приняты расход сырья [1611 и давление топлива на входе в горелки [162]. [c.114]

В уравнениях математического описания реакционных процессов в реакторах с мешалками использованы следующие условные обозначения информационных переменных а, Ь, с — стехиометрические коэффициенты А, В. С — реагирующие вещества С — концентрация компонента Ср —удельная теплоемкость потока реакционной массы Е — энергия активации fi — площадь теплообмена между реакционной массой и стенкой реактора — площадь теплообмена между стенкой реактора и хладагентом в рубашке Рз — площадь теплообмена между реакционной массой и стенкой змеевика 4 —площадь теплообмена между стенкой змеевика и теплоносителем в змеевике G — массовый поток вещества ДС — изменение массового потока реагента за счет диффузии и конвекции А — удельная энтальпия ДЯг — тепловой эффект реакции при постоянном давлении при превращении или образовании 1 кмоль компонента — длина змеевика т —число компонентов реакции Ai — молекулярная масса реагента п —порядок реакции /V —число молей Qnp —скорость подвода энергии (тепла) Qot — скорость потока энергии (тепла) в окружающую среду R — газовая постоянная Т — абсолютная температура — температура / — общая внутренняя энергия системы, [c.67]

В изотермическом реакторе изменяется только концентрация по длине слоя катализатора. Давление меняется относительно мало, так что этим изменением можно пренебречь. Скорость реакции уменьшается при прохождении газа через слой катализатора, однако это снижение зависит только от изменения концентрации. [c.293]

С увеличением температуры тормозящий эффект добавок и ингибиторов уменьшается, уменьшается и угол между прямыми, но качественно эффективность воздействия добавок на распад данного алкана остается та же. Отрезки на оси ординат в случае действия различных ингибиторов на распад одного и того же алкана имеют одинаковую длину Л, что как раз видно из формулы (27.3). Из нее следует, что величина Л не зависит от ингибитора, но зависит от стенок реактора и природы радикалов. Отклонения в значениях Л, найденные в эксперименте, свидетельствуют об изменении состояния стенок. Естественно, что прн низких давлениях (1,33-10 — [c.220]

При рассмотрении реактора (в котором процесс протекает в стационарном слое катализатора) как объекта регулирования возможными отклонениями от нормального технологического режима могут быть отклонения по общему потоку, по концентрации и соотношению реагирующих веществ, по начальной температуре потока и давлению. Поэтому, помимо данных, характеризующих нормальный режим, необходимо экспериментально установить характер изменения температуры и, следовательно, концентрации, но длине реакционной зоны при возмущении по всем технологическим параметрам данного процесса. [c.186]

Влияние температуры и давления полимеризации, а также концентрации инициатора на молекулярную массу и полидисперсность ПЭВД продемонстрировано на рис. 7.16-7.18. Они взяты из работы [53], в которой исследована молекулярная структура около 100 образцов ПЭВД, синтезированных в реакторах автоклавного типа с отношением длина внутренний диаметр от 1,25 до 5,3 при изменении температуры полимеризации от 110 до 330 °С, давления - от 110 до 200 МПа, молярной доли инициатора (органические пероксиды и кислород) - от 10 до 80 млн" . Время пребывания реакционной смеси в реакторе составляло 40 и 65 с. Данные рисунков относятся к проведению процесса в реакторе идеального смешения с отношением длины к диаметру 1,25. Резкое падение полидисперсности с температурой в области высокой температуры полимеризации объясняется разложением инициатора температура, при которой начинается падение, тем ниже, чем активнее инициатор. [c.137]

Известно, что выходящая из трубы струя расширяется с углом раскрытия 12°. Чтобы обеспечить равномерное распределение вещества по сечению реактора, необходимо иметь очень длинный конусообразный переход от входного патрубка (рис. 2.76,й). Его длину можно рассчитать, учитывая, что отношение диаметров аппарата и входного патрубка равно пяти и более. Поэтому устанавливают или отбойную пластину (рис. 2.76,6), разбивающую входной поток, или систему конусов (рис. 2.76,в), распределяющих поток по сечению, или профилированную сетку (рис. 2.76,г), по которой поток плавно растекается по сечению аппарата. Даже боковой ввод (рис. 2.76,д) не гарантирует равномерного распределения. В месте резкого изменения геометрии пространства, в котором движется поток (боковой ввод в стенке аппарата), происходит отрыв потока от стенки. Общая энергия потока состоит из кинетической энергии струи и статического давления ее. Поскольку скорость и, соответственно, кинетическая энергия струи большие, статическое давление ее мало. Преобладают силы давления со стороны окружающей среды и возникает течение в сторону струи. И если вдали от входного патрубка, где струя успокаивается , движение потока [c.159]

Реактор трубчатый относится к разряду аппаратов идеального вытеснения, т. е. в таком аппарате в любом поперечном сечении, нормальном к движению среды, объемная скорость потока и свойства среды (давление, температура, состав) однородны диффузия в осевом направлении исключительно мала по сравнению с объемной скоростью потока все элементы среды проходят через реактор за одинаковое время и претерпевают одну и ту же последовательность изменения концентрации, температуры и давления, молекулы реагентов не диффундируют из одного элемента среды в другой при прохождении через реактор. В то же время для этих типов реакторов характерным является изменение по длине реактора давления, температуры, концентрации инициатора, концентрации этилена, сомономера, полимера или сополимера. Так, например, если концентрация полимера или сополимера к концу реактора всегда увеличива- ется, то остальные параметры процесса имеют тенденцию к снижению своих величин и зависят от конструкции реактора, его длины, диаметра трубок, скорости потоков, наличия дополнительных подпиток сырьем и инициатором-, в других точках по длине реактора и самого режима. [c.134]

Сравнение результатов исследования процесса пиролиза этана в изобарическом, изотермическом, изотермо-изобарическом режимах, а также с изменяющимися по длине реактора и температурой, и давлением показывает, что в случае, когда [температура и давление постоянны, абсолютный выход целевого продукта и расх.од свежего углеводородного сырья с уменьшением степени превращения монотонно растут и достигают своего максимума при степени превращения, равной нулю. Изменение же температуры по длине реактора так же, как и изменение давления, сказывается на характере изменения расхода сырья и выхода целевого продукта с умёныпением степени превращения расход сырья может иметь цри этом несколько экстремальных точек выход целевого продукта (как абсолютный, так и относительный) также проходит через максимум. [c.315]

Процесс полимеризации этилена при высоком давлении может быть представлен как совокупность трех различных по физической природе и взаимосвязанных процессов химические реакции, тепловые процессы, процессы сжатия газа и массообмена (рис. 5.1). Этой схеме реактора при математическом описании соответствует система дифференциальных уравнений балансов материальных, теплового и баланса импульса. Материальные балансы реактора составляются на основе кинетической модели процесса, приведенной в гл. 4, с учетом принятых допущений по гидродинамическому режиму процесса. Тепловой баланс реактора определяется скоростью высокоэкзотермичной реакции полимеризации и условиями теплообмена в реакторе. Баланс импульса позволяет определить изменение давления по длине при проведении процесса полимеризации в трубчатом реакторе. [c.79]

Модель расчета вспомогателы1ЫХ переменных процесса. Уравнения, входящие в модуль расчета параметров структуры, разработаны на основе экспериментальных исследований, проведенных на ряде промышленных установок производства ПЭВД. Сложность физических процессов, Протекающих в реакторе полимеризации, наличие различных неконтролируемых возмущений, отсутствие полной информации о фазовом состоянии реакционной смеси не позволили использовать аналитические выражения, такие, как уравнение баланса импульса для расчета перепада давления по длине реактора и критериальные уравнения для коэффициента теплопередачи с учетом термосопротивления пленки полимера на стенке реактора. Нами для этих целей было использовано приближенное описание, полученное на основании экспериментальных исследований режимов работы промышленных установок. Изменение реакционного давления по длине реактора определяли по уравнению (для каждой из зон реактора) [c.99]

Разработана математическая модель реактора оксихлорирования этилена с псевдоокияенным слоем катализатора, в которой учитывается изменение скорости газа по длине реактора за счёт реакции и изменения давления. [c.125]

На основе приведенного выше математического описания процесса была составлена программа нахождения оптимальных значений длины реактора, расхода тазс вой смеси на одну трубку реактора, давления на входе и выходе из реактора и диаметра зерна катализатора. При составлении программы была предусмотрена возможность получения с ее помощью данных о влиянии интересующих нас параметров на экономическую эффективность процесса в широком диапазоне их изменения.В ближайшее время программа будет применена для оптимизации процесса с одним из новых типов катализатора. " [c.48]

Здесь индекс а относится к группе капель (частиц) фиксированного размера ТУ — количество капель группы а в единице объема реактора Ja — плотность потока водяного пара с поверхности частицы группы а Рд — плотность теплоносителя, 5 — нлогцадь поперечного сечения плазменного реактора. Плотности чистых компонентов выражаются известными функциями давления и температуры. При дозвуковых скоростях движения парогазовой смеси, имеющих место в большинстве плазменных реакторов, можно считать приблизительно однородным давление по длине реактора, так что величина плотности определяется объемными долями компонентов и температурой. По этой же причине в систему не введено уравнение баланса импульса для парогазовой смеси с распределенными в ней дисперсными частицами. Уравнение баланса массы на третьей стадии процесса учитывает изменение массы частицы за счет реакций разложения [c.172]

Уравнения, выражаюшие кинетические закономерности пиролиз выведены на основании экспериментов, произведенных при постоянных температуре и давлении. В реальном промышленном реакторе и температура и давление меняются вдоль реактора. Если не учитывать этого, то результаты расчета будут неточными. При расчете вначале принимают в виде графика закон изменения температуры вдоль реактора. Затем реакторный змеевик делят на отдельные секции, длина каждой из которых не превышает длину одной трубы. Для каждой секции принимается среднее значение температуры нирогаза в секции и определяется состав пирогаза. По уравнению теплового баланса процесса нагрева и разложения определяется необходимый тепловой поток. Так как все кинетические уравнения включают степень увеличения объема (расширения) нирогаза и давление в секции, то в начале расчета приходится задаваться этими величинами, проверяя их значения после определения состава пирогаза за секцией. Расчет ведут последовательно (секция за сёкцией) до тех пор, пока не будет достигнута необходимая конверсия исходного сырья. В результате расчета определяют количество секций и поверхность реакторного змеевика. Если численные значения теплового потока в некоторых точках превосходят допускаемые (табл. 8), то в этом месте необходимо изменить температурную кривую. [c.55]

Влияние линейной скорости потока сырья на глубину изомеризации исследовалось путем изменения длины слоя катализатора при одинаковой объемной скорости подачи сырья в реактор (температура 380 °С, давление 4,0 и 10,0 МПа). Из рис. 1.11 следует, что при одинаковой объемной скорости подачи сырья с увеличением линейной скорости глубта изомеризации оставалась практически неизменной. [c.20]

Другие задачи оптимизации. Рассмотренные здесь примерь дают представление о б основных идеях и методах, лежащих в основе решения разнообразных задач оптимизации реакторных узлов. Можно указать три направления уточнения и развития оптимальных расчетов. Первое из них — это анализ различных стадийных схем. Укажем, например, па расчет цепочек адиабатических реакторов, где охлаждение реагирующей смеси между стадиями происходит не в промежуточных теплообменниках, а путем добавления холодного сырья или инертного вещества. Другой пример — расчет оптимального трубчатого реактора с секционировапным теплообменником. Второе направление состоит в уточнении критерия оптимальности путем более полного учета затрат на ведение процесса. Например, результаты оптимального расчета цепочки адиабатических реакторов можво уточнить, приняв во внимание расходы на устройство промежуточных теплообменников. Наконец, третье направление — выбор оптимальных значений других управляющих параметров, помимо температуры процесса. Так, в работе [25] рассматривается вопр1>с об оптимальном профиле давления по длине трубчатого реактора, а в работе [26] — об оптимальном изменении состава каталитической системы. При проектировании стадийных схем, наряду с определением оптимального перепада температур между стадаями, может рассчитываться оптимальное количество свежего реагента, добавляемого к реагирующей смеси. Вряд ли можно даже перечислить все возможные варианты задач оптимизации методы их решения, однако, мало отличаются друг от друга. [c.397]

Приготовление и хранение раствора производится при определенной для каждого инициатора температуре, что осуществляется путем термо-статирования аппаратов, насосов и трубопроводов. Для подачи растворов инициаторов в реактор применяют плунжерные насосы высокого давления. Чтобы обеспечить равномерность подачи инициаторов, обычно используют насосы с двумя или большим числом плунжеров. Регулирование производительности насосов осуществляется изменением числа ходов плунжера, изменением длины хода и другими способами. [c.21]

В расчетах принято, что стенка корпуса реактора толщиной 213 мм имеет дефект в виде полуэллиптической трещины, длина / которой на поверхости в шесть раз превьпыает глубину айв процессе роста форма трещины остается неизменной. Расчет учитывал все циклы изменения нагрузки под воздействием типичных переходных процессов в системах водяного реактора под давлением. [c.536]

Ортоксилол (рис. УП-З), подаваемый из хранилища насосом 1, производительностью 1,8 м7ч и нагреваемый в кожухотрубном теплообменнике 4 паром (0,6 МПа), впрыскивается при помощи форсунок в трубопровод, по которому под давлением 25—60 кПа транспортируется воздух (39 тыс. м ч), нагретый до 150 °С. Содержание паров ортоксилола в воздухе в пределах 40 г/м (нижний предел воспламенения 44 г/м ) регулируют изменением его подачи (включают необходимое число форсунок или их отключают через дистанционные отсекатели ВДУ-1). Отсекатели установлены на трубопроводах перед форсунками время срабатывания 15 с. Окисление ортоксилола, содержащегося в ксилоло-воздушной смеси, происходит при температуре около 380—470 С в контактном аппарате 5, который представляет собой вертикальный трубчатый реактор диаметром 4,2 м длина контактных трубок 3,5 м трубки засыпаны твердым катализатором. Тепло реакции окисления ортоксилола до фталевого ангидрида (1,69-10 Дж/кг) отводится через смесь расплава солей (45% КЫОз и 55% NaN02), находящуюся при 370—440 °С в межтрубном пространстве контактного аппарата. От смеси тепло отводится за счет испарения водяного конденсата, подаваемого в змеевики парогенератора (давление [c.226]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология