Реактор максимальная производительность по целевому продукту

При выборе оптимальной объемной скорости подачи сырья нужно руководствоваться не только максимальным выходом целевого продукта и его составом, но и достаточно высокой производительностью процесса ароматизации. Поэтому для ароматизации пропана на катализаторе ИК-30/5% 2п рекомендована скорость 50-100 ч" при температуре 580-610 С, а для ароматизации н-бутана - 150 ч" при температуре в реакторе 550-580 С. [c.12]

Наиболее общей постановкой оптимальной задачи служит выражение критерия оптимальности в виде экономической оценки (например, производительность, себестоимость продукции). Однако в частных задачах оптимизации, когда объект является частью технологического процесса (аппарат либо агрегат в масштабе цеха, завода, комбината), не всегда удается или не всегда целесообразно выделить прямой экономический показатель, который полностью характеризовал бы эффективность работы рассматриваемого объекта. В таких случаях критерием оптимальности может служить технологическая характеристика, косвенно оценивающая экономичность работы агрегата (время пребывания, выход продукта или конечная концентрация, температура и т. д.). В результате решения подобных задач определяется оптимальное время пребывания и максимальная концентрация целевого продукта для некоторых типов реакций, устанавливается оптимальный температурный профиль в реакторе вытеснения и т. п. [c.242]

Эти эффекты проявляются немедленно. Так, выбирая температурную кривую соответствующего профиля, можно достичь увеличения выхода продукта реакции за единицу времени на единицу объема реактора. При протекании нескольких побочных реакций можно также выбрать такую оптимальную температурную последовательность, которая в результате приведет к увеличению доли реагента, превращаемого в целевой продукт. Избранный оптимальный профиль температурной кривой, увеличивающий производительность реактора, не обязательно сходен с последовательностью температур, выбираемой с целью получения максимального выхода данного продукта. Поэтому необходимо тщательно взвесить, будет ли давать значительные экономические преимущества производительность реактора, или выход целевого продукта. [c.437]

Оптимальная производительность реактора. Критерием оптимизации химической реакции может быть максимальная производительность аппарата или максимальный выход целевого продукта. Различие оптимизации по этим двум параметрам состоит в том, что в первом случае стремятся получить минимальное время реакции Тр = min, а во втором — минимальный выход побочных продуктов. Первый вид оптимизации целесообразно применять тогда, когда капитальные затраты высоки, а стоимость сырья невысокая, второй — при высокой стоимости сырья. [c.165]

В химической технологии при оптимизации сложных процессов химического превращения вещества, с целью достижения наилучшего распределения продуктов реакции и обеспечения максимального выхода целевого продукта, исходят из анализа гидродинамической обстановки в реакторе. Гидродинамический режим движения характеризует перемешивание реагирующих веществ в аппарате (в зоне реакции) и в значительной мере определяет избирательность протекания как простого, так и сложного процесса химического превращения вещества. При этом движение потоков взаимодействующих веществ в реакторе должно быть организовано таким образом, чтобы обеспечивалась максимальная производительность аппарата по целевому продукту, а режим ведения химического процесса должен быть таким, чтобы скорость побочных реакций, а следовательно, и выходы их были минимальными. Для этого в случае протекания в реакторе параллельных реакций необходимо уменьшать или увеличивать концентрации исходных веществ в реакционном объеме (в зависимости от порядка реакции), а в случае последовательных реакций — избегать перемешивания реакционных смесей, имеющих разный состав продуктов реакции. [c.12]

Понятие оптимальные условия , когда речь идет о математических методах их выбора, должно иметь четкую формулировку. Под оптимальными подразумеваются такие условия, которые обеспечивают поддержание какого-то параметра процесса в его экстремальном (максимальном или минимальном) значении. Например, условия, обеспечивающие максимальную производительность реактора или максимальный выход целевого продукта, минимальную себестоимость продукции и т. п. Обычно кроме этой главной цели выбора оптимальных условий ставятся еще некоторые дополнительные задачи, ограничивающие область изменения управляемых параметров, например, производительность должна быть максимальной, но себестоимость при этом не должна превышать некоторого предела, т. е. рост производительности за счет увеличения себестоимости недопустим и т. п. [c.119]

Примером более желательного использования первой схемы по кинетическим соображениям является реакция нитрования гексамина. В этом случае мгновенный выход проходит через максимум. Таким образом, оптимальный вариант для данной реакции (и, действительно, лучший, чем любой другой из рассмотренных ранее) сводится к использованию одноступенчатого реактора смешения, работающего при постоянном составе реагентов, определяющем максимальный выход целевого продукта, к которому последовательно присоединяется реактор вытеснения, доводящий реакционную смесь до требуемого отношения р, путем монотонного, а не ступенчатого уменьшения концентрации реагентов. Интересно сравнить относительные объемы реакторов рассматриваемых типов для получения полимеров. При одинаковых производительности, расходе реагентов и температурах соответствующие данные приведены в табл. 6.2. [c.152]

Рассчитать необходимый объем реактора для получения максимального выхода целевого продукта К., степень превращения исходного вещества А, селективность и выход по целевому продукту, суточную производительность по продукту К. [c.91]

Несколько иная проблема оптимизации обсуждалась в 4.6. Было показано, что, следуя определенной методике, можно свести до минимума долю реагента, идущего на образование целевого продукта, т. е. получить максимальный выход. Таким образом, в качестве объективной функции оптимизации в первом случае являлась производительность реактора, а во втором — выход продукта реакции. [c.135]

Таким образом, в этом разделе показано, что эффективность нестационарного способа обусловлена большей инерционностью маршрута, идущего с образованием целевого продукта (как и для дифференциального реактора с периодически изменяющейся концентрацией реагента [18]). Причем максимальные по периоду значения селективности и производительности тем выше,, чем больше различие в инерционности маршрутов. [c.121]

Подробное изучение влияния гетерогенного фактора на протекание реакции показало, что при увеличении диаметра реактора изменяются характер кинетических кривых и значения максимальных скоростей реакции — происходит рост скорости реакций метилирования парциального окисления и торможение реакций деметилирования. Это позволило предположить, что при осуществлении процесса в большем масштабе увеличится селективность по целевым продуктам. Изменение вида кинетической кривой расходования толуола при увеличении диаметра реактора приводит к достижению максимальной скорости реакции уже при минимальных временах контакта, то есть позволяет значительно увеличить производительность реактора. [c.319]

Предполагая, что В — целевой, а С — побочный продукт реакции, считаем, что цель оптимального распределения заключается в том, чтобы достичь максимальной производительности параллельных реакторов по целевому продукту реакции В. [c.140]

Для получения наибольшего выхода целевого продукта химическую переработку исходных веществ следует проводить в оптимальных условиях, обеспечивающих наибольшую скорость химического превращения, а следовательно, и максимальную производительность реактора. Для этого надо знать, какие независимые переменные необходимо изменять для управления химическим процессом, чтобы увеличить скорость его протекания. На основе рассмотрения кинетических закономерностей к таким величинам должны относиться время, концентрация или давление), температура, величина межфазной поверхности и активность катализатора, В зависимости от условий проведения химического процесса управляющей переменной величиной будет одна из перечисленных выше, а основными технологическими способами ведения химических процессов (методами оперирования) оперирование во времени управление рабочими концентрациями управление температурным режимом создание развитой поверхности контакта гетерогенных фаз поддержание активности катализатора. [c.471]

Использование современного математического аппарата и возможностей вычислительной техники позволяет решать задачи оптимизации рециркуляционных процессов с позиций системного анализа. В связи в этим важное значение приобретает проблема выбора критерия оптимизации. Между тем среди исследователей нет единого мнения по этому вопросу. Так, в работах [83 107] в качестве критерия используют максимальную скорость превращения или производительность реактора, в работе [132 — выход целевого продукта, а в работе [137]— стоимость производства. В последние годы М. Ф. Нагиев с сотрудниками приняли экономические критерии себестоимость продукции, функцию дохода и др. [c.26]

При разработке нового промышленного катализатора ставится задача, заключающаяся в том, чтобы катализатор обладал максимальной объемной производительностью и селективностью по целевому продукту и в конечном счете обеспечил бы оптимальную работу реактора. Только подбором оптимального химического состава катализатора эту задачу не решить. Как было показано в гл. П1, наблюдаемая скорость гетерогенно-каталитической реакции определяется взаимодействием химической реакции на иоверхности катализатора и процессов переноса компонентов реакционной смеси из ядра потока, омывающего катализатор, к его внешней поверхности и внутри гранулы катализатора. Интенсивность процессов массопереноса зависит от размера гранул катализатора и его пористой структуры. Размер гранулы определяет также гидродинамическое сопротивление слоя катализатора и в итоге энергетические затраты на транспорт реакционной смеси через слой катализатора Б реакторе. [c.158]

Если удерживание в реальном трубчатом реакторе приводит к значительному уменьшению производительности, то для получения той же степени превращения, что и в идеальном трубчатом реакторе, требуется больший реакционный объем. Следует также иметь в виду, что для некоторых сложных реакций от распределения времени, пребывания зависит не только превращение, но и селективность. Это особенно существенно в случае консекутивных реакций, когда один из промежуточных продуктов целевой. Его выход проходит через максимум в зависимости от загрузки реактора. Как максимальный выход, так и отвечающая ему загрузка реактора снижаются при возникновении продольного перемешивания. Это показано в приводимом ниже примере. [c.97]

Сравнительный анализ итоговых данных показал, что режим, обеспечивающий максимальную выработку целевого продукта, од-новре.менно приводит к резкому увеличению выхода побочных продуктов в тангенциальном реакторе, И наоборот, в случае минимального выхода побочных продуктов значительно снижается производительность реакторов по МВА, Тем самым была подтверждена правильность сделанного ранее замечания, что для окончательного выбора оптимального рел<има необходимо дать экономическую оценку полученным результатам. [c.97]

Предложенный новый метод оценки и подбора наилучшего катализатора, который обеспечивает наибольшую производительность единицы реакторного объема, основан на максимальном значении абсолютной скорости реакции. Это освобождает экспериментатора от компромиссного и в большей степени субъективного подбора катализатора, исходяш,его из двух противодействуюш,их параметров — селективности и глубины превращения. Таким образом, становится возможным однозначно определить наилучшее значение степени превращения и селективности с учетом критерия оптимальности, который может состоять из любой целевой функции — химико-технологической, экономической и другого критерия. Оценкой действия катализаторов в лабораторных условиях, когда еще неизвестна технология их применения, является максимальный выход целевого продукта в единицу времени с единицы веса сырья, отнесенный к единице реакторного объема. Это открывает новый путь для использования высокоэффективных и дорогих катализаторов, катализаторов, отравляющихся продуктами вторичных реакций и забракованных -из соображения субъективного компромисса. Распространенный ныне компромиссный метод подбора катализатора приводит к ошибкам или к искажениям результатов работ по оптимизации реакторов [c.72]

Перейдем теперь к определению оптимального температурного режима процесса, понимая под этим температурные условия, при которых обеспечивается максимальная производительность по целевому продукту в данном реакторе. Такой оптимум ыожет быть обеспечен как при Т = onst, так и при изменении температуры во времени для реактора периодического действия по длине для реактора идеального вытеснения от аппарата к аппарату для каскада проточных реакторов идеального смешения. [c.217]

Технологическая схема установки изомеризации включает два реактора в одном протекает процесс изомеризации, в другом — регенерация катализатора. Изомеризацию проводят при 420— 470 °С и 0,5 ч 1. п-Ксилол выделяют методом низкотемпературнонг кристаллизации, о-ксилол — ректификацией. В периодической литературе нет данных о переработке различных видов сырья. Указывается лишь, что выход п-ксилола 78 вес. % на исходное сырье. В 1972 г. эксплуатировалось пять установок изомеризации I I. Комплекс установок максимальной мош ности с целью получения и-ксилола сооружен в Уилтоне (Англия), производительностью-140 тыс. т целевого продукта в год. [c.183]

Одним из критериев интенсификации процессов химической технологии является минимальный объем реактора, обеспечивагош,ий получение заданного количества целевого продукта, или максимальная производительность при том же объеме. [c.268]

Перейдем к рассмотрению изменения профилей различных параметров вдоль реактора в системе с рециркуляционной петлей. Необходимое превращение на выходе из реактора может быть получено различными изменениями вдоль реактора параметров системы — температуры, давления, концентрации. Оно связано с количеством рециркулируемых в начало реактора компонентов. Естественно, что для каждой конкретной реакции роль указанных факторов проявляется по-разному. Несомненно, что широкое использование результатов одновременного поиска изменения профилей различных параметров может привести к весьма интересным результатам. Однако для решения этой задачи желательно дальнейшее совершенствование математических методов оптимизации и более детальное изучение химических аспектов процесса. Рассмотрение реакции дегидрирования этана показало, что существует определенный профиль температуры, который отвечает максимальной нроизвоцительности реактора по целевому продукту. При этом расход исходного сырья не является максимальным и соответствует строго определенной селективности и глубине превращения на выходе из реактора. Следовательно оптимальные профили изменения параметров режима эксплуатации действующих реакторов должны определяться одновременным изменением производительности аппарата. В частности, исследования по определению оптимального температурного профиля для консекутивной реакции показали, что в этом случае необ ходимо реакцию начать с самой высокой температуры оптимального профиля. Затем углубление процесса следует проводить по мере снижения температуры также в соответствии с оптимальным профилем, найденным, подчеркиваю, для рециркуляционной системы. Кстати, в этом плане применение увеличенной рециркуляции непрореагпровавшего сырья в адиабатических реакторах (таких, как реактор для каталитического дегидрирования этилбензола в стирол) люжет значительно повысить их мощность по свежему сырью. Прп такой постановке вопроса реакторы должны конструироваться таким образом, чтобы они удовлетворяли требованиям теории. Это противоречит существующему укоренившемуся положению, когда реакция осуществляется в готовой конструкции реактора в зависимости от его возможностей, [c.15]

Все сказанное может служить основанием для разработки совершенно нового типа химической технологии — квазистацио-нарной технологии. Цель ее — достижение полного превращения исходного сырья за один проход через реактор при предельно высокой производительности реактора по целевому продукту, максимальной се.тективности, характерных для бесконечно малого превращения, когда процесс протекает с наибольшей скоростью и полученные продукты не успевают участвовать в побочных реакциях. Таким образом, становится в значительной мере реальным практическое приложение принципов, заложенных в основу идеального химического процесса первого рода. [c.73]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология