Реактор тепловые условия

При проведении реакции в неизотермических условиях материальный баланс необходимо рассматривать совместно с тепловым балансом. Для элементарного объема реактора тепловой баланс может быть записан в следующем виде [c.104]

Общая характеристика газожидкостных реакторов. Возможны два варианта газожидкостных реакций либо газ реагирует непосредственно с жидкостью, либо реагирующие вещества находятся в газовой фазе, а жидкость является катализатором. Во втором случае реакция протекает либо в объеме жидкого катализатора, либо на его поверхности. В качестве примеров газожидкостных реакций можно привести производство уксусного альдегида гидратацией ацетилена, алкилирование бензола пропиленом, окисление изопропилбензола кислородом воздуха. Главные требования к газожидкостным реакторам — создание условий для их межфазного контакта и оптимального теплового режима процесса, так как газожидкостные реакции всегда сопровождаются межфазным массообменом, а скорость их зависит от температуры. [c.270]

Ранее было отмечено, что циркулирующий на крекинг-установке катализатор используется не только для ускорения реакций превращения сырья, но и для переноса тепла из регенератора в реактор. При прочих одинаковых условиях с повышением скорости циркуляции катализатора увеличивается количество тепла, отводимого из регенератора и вносимого в реактор. Тепловые балансы этих аппаратов взаимно связаны. [c.278]

Прн получении ответов на эти вопросы осуществляют расчет реактора и разработку стратегии управления, при которой целевые продукты производятся с заданной скоростью и наименьшими затратами. Основные соображения, положенные в основу настоящей книги, заключаются в том, что такие вопросы можно решать не частными, а общими методами поэтому содержание монографии ограничено рассмотрением общих вопросов, относящихся к химическим реакторам. Сначала исследуется изотермический процесс в модельных реакторах нескольких типов. Затем рассматриваются различные более сложные процессы, в которых учитывается движение потока в промышленных реакторах, тепловые эффекты реакции, условия перемешивания реакционной смеси и экономические требования. [c.11]

Практически во всех процессах, проводимых в реакторах объемного типа, тепловой режим часто является определяющим. С учетом протекающих в реакторах процессов теплообмена необходимо решать следующие основные инженерные задачи выбор оптимального нормализованного аппарата конструирование нового аппарата выбор в производственных условиях действующего реактора, тепловой режим которого наилучшим образом соответствует заданному тепловому режиму обеспечение оптимального ведения технологического процесса. Ни одна из этих задач не может быть решена без учета реальных особенностей процесса теплообмена. [c.38]

Инвариантность математического описания химического процесса к масштабам реактора достигается через инвариантность описаний каждого из физических и химических явлений, другими словами, математическое моделирование химического процесса как единого целого идет через раздельное изучение его химических, массо- и теплообменных и гидродинамических явлений с составлением математического описания для каждого из них, инвариантного к масштабам реактора. При этом как в изучении отдельных классов явлений, связанных с тепловым и концентрационным полем химического процесса и его гидродинамическими условиями, так и в составлении математического описания [c.13]

Для поддержания необходимых тепловых условий реакции теплоноситель можно подавать в рубашки, устанавливаемые на каждой трубе, или помещать весь пучок труб в общее термостатическое пространство. Первый вариант позволяет изменять условия теплообмена по длине реактора и целесообразен тогда, когда для разогрева реактора применяется теплоноситель с высоким давлением. Второй вариант дает возможность создать более компактную конструкцию меньшей металлоемкости, но она менее надежна 10 [c.10]

В тех случаях, когда при парофазных каталитических процессах могут образовываться некоторые количества конденсирующихся в реакторе продуктов, ход реагентов должен даваться сверху вниз независимо от тепловых условий для предотвращения накапливания жидкости в реакционной колонне . [c.172]

Очевидно, характер природы химических превращений реакционной системы остается неизменным, в каком бы типе реактора мы ни проводили реакцию. Однако в зависимости от реактора меняются гидродинамические и тепловые условия протекания реакции, что существенно меняет наблюдаемые закономерности течения химического процесса. Математическая модель того или иного типа реактора представляет собой систему балансных уравнений для тепловых и материальных превращений, происходящих в данном реакторе. При этом каждый тип реактора характеризуется своими балансными уравнениями, единственной инвариантной частью которых является неизменно входящая в эти модели математическая модель самой химической реакции, протекающей в выбранном типе реактора. [c.58]

Цель расчета реактора обычно заключается в определении степени превращения, достигаемой в аппарате данной величины при принятых условиях работы, или в вычислении объема реакционного пространства, необходимого для достижения заданной степени превращения. Основой этих расчетов служат уравнения материального и теплового балансов реактора. [c.292]

Приведенные выше тепловые условия работы реактора обеспечивали длительную работу катализатора и небходимое качество получаемого циклогексана (табл. 4). [c.11]

Известно, что количество теплоты, которое выделяется или поглощается в химическом процессе, всегда пропорционально количеству реагирующих веществ или, что то же самое, реакционному объему. Вместе с тем количество теплоты, подводимое или отводимое из реакционного объема, должно быть пропорционально поверхности теплообмена реактора. В свою очередь объем реактора и площадь его поверхности неодинаково зависят от основного размера аппарата — его диаметра. Объем аппарата пропорционален его диаметру в третьей степени, а площадь поверхности — только во второй. Отсюда следует, что с увеличением размеров аппарата (его реакционного объема) уменьщается удельный теплосъем в нем, т. е. количество теплоты, приходящееся на единицу объема реактора. Поэтому с увеличением реакционного объема тепловые условия работы реактора должны приближаться к адиабатическим, а в небольшом по размеру реакторе — наоборот, к изотермическим. Это значит, что при ограниченном (неинтенсивном) теплообмене с окружающей средой на практике целесообразно использовать реакторы большого размера (аппараты с большими реакционными объемами), а при интенсивном — наоборот, с малыми реакционными объемами (небольшие аппараты). При выборе типа реактора основное значение имеют анализ кинетических факторов, их взаимосвязь, а также механизм процесса, [c.495]

Коэффициент усиления тепловой модели реактора, согласно условию (У-16), влияет на взаимное расположение особых точек [c.229]

Далее рассмотрим подобие гетерогенных реакторов при условии соблюдения гидродинамического, теплового и реакционного подобия с одновременным учетом кондуктивного и радиационного теплообмена в реакторе. Для полноты рассуждения будет учтен и диффузионный массообмен. [c.174]

Камерные реакторы имеют большие размеры, с насадкой катализатора или без нее, чаще адиабатического типа с мощной теплоизоляцией. Применяются сравнительно редко. Реакторы просты по конструкции, сравнительно надежны для проведения химических процессов с малым тепловым эффектом. Однако в этих реакторах имеются условия для образования местных перегревов реакционной массы из-за неравномерности температурного поля по высоте насадка реактора и его сечению. Это вызывает быстрое осмоление катализатора в местах перегрева с последующим его спеканием и ростом давления в реакторе. [c.215]

По виду предельного цикла, построенного в плоскости X, и, очень трудно заключить, изображает ли он тривиально-релаксационные или кинетические колебания. Параметры стационарного состояния реактора в изложенном методе в явном виде не фигурируют. Задача о нахождении стационарного режима не отделена здесь от анализа его устойчивости. На практике же параметры стационарного состояния реактора находятся обычным инженерным расчетом (составлением материального и теплового баланса), и при анализе устойчивости эту задачу следует считать уже решенной. Если проектируется новый реактор, то исходят из желаемой глубины превращения и оптимальной рабочей температуры внутри реактора, которая определяется химизмом процесса, возможностью побочных реакций и т. п. Начальные температура и концентрация, размеры реактора и условия теплообмена подбираются для обеспечения заданных условий в реакторе посредством инженерного расчета, методика которого хорошо известна. Если же речь идет об анализе устойчивости уже действующего реактора, то температура и состав смеси внутри него измеряются и контролируются непосредственно. [c.460]

Это служит также объяснением того, почему в промышленных условиях изотермический реактор трудно использовать, особенно при высоких тепловых эффектах. Обычно вместо изотермического применяется адиабатический реактор. [c.230]

Отсутствие трубчатой печи приводит к тому, что удлиняется и затрудняется пуск установки, особенно в зимних условиях. Вез печи возможно только одностороннее регулирование теплового баланса реактора, а именно за счет тепла, вносимого в него катализатором из регенератора. По указанным причинам некоторые установки такого типа были дооборудованы трубчатыми печами. [c.37]

Условием теплового подобия является п-кратное увеличение потока теплоты, отводимого через стенку реактора. Если распределение температур в модели и образце одинаково, этот поток пропорционален площади боковой поверхности аппарата и коэффициенту теплоотдачи. Отсюда [c.465]

Условием теплового подобия будет п-кратное увеличение потока теплоты, переносимого в слое катализатора и отводимого через стенку аппарата. При соблюдении идентичности распределений температур в модели и образце количество теплоты Qs, переносимое в слое катализатора, будет прямо пропорционально Хз, площади боковой поверхности реактора и обратно пропорционально диаметру аппарата [c.468]

В момент времени ti прекращается иодача реагента а / 2 и начинается нагревание реагента, продолжающееся до момента врс-Чени t-j. Моде.чью системы яв./нется ураннение теплопередачи через стенку аппарата, а изменяющимся параметром—температура в нем. В момент 2 нагревание заканчивается, начинает-я реакция, а мС де,.чью является система уравиеинн периодического реактора (тепловой и материальный баланс), изменяется концентрация реагента. Так как условия реакции изотермические, выделяющееся тепло реакции пере-дает я хладагенту. Последовательность операций определится моделью их смены. [c.155]

Создавая для каждого процесса свой реактор, мы будем задавать в реакторе необходимые гидродинамические и тепловые условия, а что касается механизма и кинетики самой химической реакции, то они не зависят от масштаба и конструкции аппарата. Несомненно, эта задача очень сложная, и мы ее сразу не решим, Однако крайне необходимо работать именно в этом направлении, В решении этой проблемы большая роль может принадлежать теории рециркуляции, ибо она л ожет регулировать направление реакции, создавать условия, при которых тепловыделение реакции и теплосъем с поверхности будут способствовать максимальному приближению к оптимальномутемпературному профилю, изменять гидродинамический режим в нужном направлении, обеспечивая тем самым условия для масштабного перехода. Например, в реакторах гомогенных процессов трудно моделируемый гидродинамический ламинарный поток можно превратить за счет рециркуляции в легко масштабно переносимый турбулентный режим. При такой постановке вопроса одновременно решаются две ак- [c.16]

Сущность процесса каталитического крекинга в кипящем слое, а также температура и давление как в реакторе, так и в регенераторе, влияние природы сырья и скорости подачи его в реактор не отличаются ирннципиально от того, что наблюдается при каталитическом крекинге в неподвижном слое катализатора. В то же время аэродинамические и тепловые условия процесса каталитического [c.201]

При облучении у-лучами пленок поливинилового спирта при дозе, меньшей чем критическая, наблюдается уменьшение второго момента линии ЯМР и степени кристалличности бямр полимера дозы, большие критической, вызывают возрастание AHI и увеличение доли широкой компоненты в сигнале ЯМР. Критическая доза равна 1 Мрад и меняется при изменении условий облучения и мощности дозы. Образец, помещенный в канале ядерного реактора, подвергается одновременному действию потока тепловых нейтронов и Y-лучей. Отношение доз обоих типов облучения зависит от положения образца в реакторе. Варьируя условия облучения, удалось установить 2 , что изменение молекулярного веса поливинилового спирта обусловлено лишь действием у-лучей. Тепловые нейтроны, не влияя существенно на степень полимеризации, значительно уменьшают относительную интенсивность широкой компоненты линии ЯМР. [c.287]

Полиимиды мало устойчивы к действию УФ-излучения. Материалы становятся хрупкими уже после 6-месячной выдержки на солнце. Полипиромеллитимид диаминодифенилоксида характеризуется высокой радиационной стойкостью [359]. Хотя окраска полиимидных пленок усиливается уже при дозе выше 10 рад, физико-механические и электрические свойства при этом практически не изменяются. При облучении полиимидной пленки улучами дозой 4-10 ° рад в вакууме прочность при растяжении составляет 90 % первоначального значения, а относительное удлинение при разрыве — только 20% от исходной величины, равной 65%. Кислород воздуха ускоряет радиолиз этого полимера [95]. В результате облучения у-лучами на воздухе прочность при растяжении составляет 50, а удлинения — 10 % от исходного значения. В то же время при облучении на воздухе дозой 10 рад термостойкость [244] и электрические свойства изменяются незначительно [367],. Облучение электронами дозой 10 рад не приводит к изменению диэлектрических свойств и эластичности пленок [2]. Полистирол в этих условиях становится совершенно хрупким. Облучение в течение 40 сут в ядерном реакторе тепловыми нейтронами при плот- [c.722]

Исследования [ ] проводились применительно к условиям работы газлифтного трубчатого реактора [ ], тепловая модель которого тшла отношение площадей сечений барбо-тажпых и циркуляционных труб [c.118]

Перевод сильно теплонапряженных процессов с неподвижной шихты на движущуюся может значительно облегчить тепловые условия их проведения, предотвратить возможность возникновения режима гетерогенного горения и существенно упростить конструкцию соответствующих аппаратов. В случае движущейся шихты мы, непрерывно выводя из реактора часть разогретого сорбента или катализатора, охлаждая последний в специальном регенераторе и возвращая свежим и охлажденным обратно в реакционный аппарат, тем самым организуем дополнительный теплосъем помимо стенок реактора. Благодаря большой объемной теплоемкости твердой шихты с мы можем таким образом резко снизить и довести практически чуть ли не до нуля долю тепла АО, о гводимую через стенки реактора, и тем самым сильно упростить конструкцию последнего. [c.70]

Примерами газожидкостных реакций могут служить производство уксусного альдегида гидратацией ацетилена, алкилирова-ние бензола пропиленом, окисление изопропилбензола кислородом воздуха. Главные требования к газожидкостным реакторам — создание условий для их межфазного контакта и оптимального теплового режима процесса, так как газожидкостные реакции всегда сопровождаются межфазным массообменом, а их скорость зависит от температуры. [c.436]

Следовательно, в модели скорость реакции должна быть К -кратной. Однако по уравнению (11-114) в системах только тогда достигается тепловое подобие, когда температура в соответственных точках модели и промышленного аппарата совпадают, т. е. температурные члены (скалярные поля) полностью соответствуют друг другу но равенство температур является условием одинаковой скорости реакций, и поэтому уравнение (11-119) невыполнимо. Эти выводы показывают, что при увеличении масштаба химических реакторов следует довольствоваться лишь приближенным подобием, для чего инженер должен знать главные влияющие на процесс величины. Основные работы в этой области выполнены Корахом [161. [c.233]

Хорошо известно, что режим идеального вытеснения недостаточное условие для пол> чения достоверных данных. Весьма важно, чтобы реактор был изотермичен, так как отклонения от изотермичности могут привести к большему искажению данных по кинетике основных реакций, чем эффекты неоднородностей потока. Для обеспечения изотермичности слоя катализатора используют различные приемы. В частности, одним из эффективных приемов является помещение реактора с катализатором в псевдоожижений слой нагретого песка [30]. В бане с псевдоожиженным слоем теплоносителя устанавливается равномерный тепловой режим, соответственно и в реакторе или системе последовательно соединенных реакторов по всей высоте слоя обеспечивается изотермичность. Температура реактора зау меряется термопарой, прикрепленной к наружной стенке. Указанный способ подвода тепла имеет определенные трудности ввиду необходимости поддержания теплоносителя в псевдоожиженном состоянии длительное время. Однако он является наиболее рациональным, так как отпадает необходимость загрузки в реакторы инертной насадки для фиксации слоя катализатора в зоне равномерного температурного поля, как это делается обычно в реакторах с подводом тепла через стенку от электронагревательной спирали (см. рис. 3.15). В показанном на этом рисунке типе реактора изотермичность обеспечивается в ограниченной зоне ввиду больших теплопотерь через верхний и нижний фланцы. Реактор такого типа обычно используется при проведении экспериментов с большой глубиной превращения в длительных опытах. Недостатком такого типа реактора является ухудшение показателей по селективности катализатора из-за протекающих реакций термодеструк-цни в зоне инертной насадки над входной зоной катализатора. Этот реактор также может быть приспособлен для проведения опытов с малой степенью преврашения, т. е. при высоких значениях объемной скорости подачи сырья [35]. Суть такого приспособления заключается в том, что внутрь пустого реактора помещается [c.91]

Дополняют трубчатьши печами [79, 132] Отсутствие тру чатой -оечи удлиняет и затрудняет пуск установки, особенно в зимних условиях Без печи возможно только одностороннее регулирование теплового баланса реактора, а именно только со стороны регенератора. [c.74]

Распределение тепла по этим С1а1ьям расхода в большой степени зависит от применяемой кратности циркуляции катализатора. При прочих равных условиях. с увеличением шюледней возрастает количество тепла, переносимого катализатором ил регенератора в реактор, в сокращается тепловая на1 рузка охла- [c.121]

Когда управление ведется температурой теплоносителя, что особенно интересно нри решении практических задач проектирования, и управляющее воздействие входит только в одно из уравнений системы (VI 1,28.3) — уравнение теплового баланса реактора, возникает задача 8, приведенная вьппе. Для сравнения с резул ,татами, получающимися, если обеспечить оптимальные температурные условия дл)г химической реакции, можно рассмотреть задачу с испол .-зованием в качестве управляющего воздействия температуры реагирующей смеси. При этом система уравнений (VI ,283) может приниматься как система уравнений материалььилх балансов реагентов, куда температура входит через константы скорости реакции. [c.365]

Очень большое влияние на ход химического превращения оказывают условия теплообмена. Если температура практически одинакова во всем реакционном пространстве и равна температуре потока питания, то реактор называется изотермическим. Его проти положностью будет адиабатический реактор с практически полным отсутствием теплообмена между реакционным пространст- вом и окружающей средой. Температура реагирующей смеси в этом случае зависит непосредственно от теплового эффекта реакции. Умеренный теплообмен между реакционным пространством и окружающей его средой характерен для неизотермических реакторов. [c.290]

В процессах обессеривания лигроинов и газойлей при давлении 18— 30 ат и температуре 260—427° [4, 13] в качестве катализатора широкое применение нашел молибдат кобальта на активированной окиси алюминия. При этих условиях происходит гидрогенизация олефиновых углеводородов, но практически не идет гидрогенизация присутствующих в сырье ароматических углеводородов. Добавление солей щелочных металлов к этому катализатору подавляет гидрогенизацию олефиновых углеводородов, ие тормозя, однако, гидрогенизации сернистых соединений 5]. При более высокой температуре или при более низком давлении становится заметной реакция дегидрогенизации присутствующих в лигроине нафтенов до ароматических углеводородов и водорода (как в гидроформинге). При регулировании рабочих условий процесса можно обеспечить образование небольшого избытка водорода сверх того количества его, которое необходимо для обеспечения гидрогенизации олефинов и обессеривания [2] процесс становится независимым от внешнего поступления водорода. При этих условиях управление тепловым режимом реактора осуществляется легче, так как теплота, выделяющаяся при экзотермической реакции гидрогенизации олефинов и сернистых соединений, почти компенсируется теплотой, поглощаемой при эндотермической реакции дегидрогенизации. Однако при таких, более жестких условиях работы скорость гидрогеиизации олефинов [5] может снижаться, приближаясь к равновесию олефин — парафин, и появляется тенденция к отложению угля на катализаторе. Необходимость чередования процесса с регенерацией путем продувки воздухом для удаления с катализатора углеродистого осадка ограничивает процесс, сокращая продолжительность рабочих периодов по сравнению с процессом типичной обычной гидрогенизации. [c.279]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология