Катализатор диаметр зерна

Условием химического подобия будет равенство скоростей реакции в модели и образце в расчете на единицу объема реактора. Однако поскольку скорость реакции может зависеть от диаметра зерна катализатора (в внутридиффузионной области), следует [c.467]

При использовании очень мелких частиц и малоинтенсивном псевдоожижении следует учитывать возможность роста внешнедиффузионного сопротивления с переходом процесса из кинетической области в область внешней или переходной диффузии. Учет кинетического и гидродинамического факторов позволяет определить диапазон рационального изменения размеров частиц катализатора но слоям многополочного реактора. Так, в реакторе для проведения экзотермической реакции нижние слои целесообразно загружать более мелкозернистым катализатором, чем верхние. Действительно, в этом случае диаметр зерна, для которого степень использования внутренней поверхности близка к 1, увеличивается Для каждой лежащей выше полки в соответствии с уменьшением температуры и изменением степени превращения. В то же время, учитывая, что в реальных промышленных аппаратах, как правило, верхние полки имеют большую высоту слоя катализатора, снижение для них числа взвешивания или разности рабочей и критической скоростей газа, за счет загрузки этих слоев крупнозернистым катализатором уменьшает перемешивание, проскок газовых пузырей и благоприятно сказывается на суммарной скорости процесса. [c.256]

Содержание аммиака на входе в реактор Содержание инертных газов на входе в реактор Объем катализатора Диаметр зерна катализатора Количество трубок в слое катализатора Наружный диаметр трубок [c.76]

Обозначим через М число ячеек по диаметру реактора р и примем в первом приближении, что длина ячейки I равна приведенному диаметру зерна катализатора d . Тогда из (IV.60) находим [c.103]

Для гетерогенных реакций действительны аналогичные отношения, только в качестве определяющего размера в них подставляется диаметр зерна катализатора вместо линейной скорости потока — пространственная скорость или ее обратная величина t. По уравнению (11-20, в) среднее время пребывания равно [c.232]

Диаметр зерна катализатора кати = кат [c.237]

В реакторах с наполнением критерий Боденштейна, отнесенный к эффективному диаметру зерна катализатора dz, почти постоянен в большом диапазоне значений критерия Рейнольдса. В среднем можно принять [c.328]

Кинетические закономерности реакции изомеризации н-пентана на алюмоплатиновом катализаторе,промотированном фтором, были изучены в связи с разработкой технологии процесса [38]. Была установлена зависимость выхода изопентана от мольного отношения водород н-пен-тан, рабочего давления, температуры и объемной скорости подачи н-пентана. Было изучено также влияние парциальных давлений н-пентана и водорода на скорость протекания реакции. Состав исходного сырья и продуктов реакции определялся с помощью газожидкостной хроматографии. Реакция протекала с высокой селективностью выход продуктов распада не превышал 1%. Диаметр зерна катализатора составлял 1,5 мм. Для описания полученных закономерностей бьшо использовано уравнение для случая мономолекулярной обратимой гетерогенной реакции, протекающей в струе [39]. Преобразование уравнения дает следующее выражение для константы скорости реакции [c.20]

Изменение размера зерна катализатора в пределах от 3,2 до 1,5 мм не влияло на скорость реакции изомеризации н-пентана при диаметре зерна 1,5 и 3,0 мм константа скорости реакции равнялась 0,19, [c.20]

Рис. И1-6. Зависимость выхода продуктов реакции от отношения диаметра трубы к диаметру зерна катализатора

В Советском Союзе синтез аммиака в неподвижном слое осуществляют на зернах катализатора диаметром 6—7 мм. В псевдоожиженном слое диаметр зерна уменьшается до 3 мм, а производительность повышается на 18,5% благодаря увеличению поверхности частиц катализатора. [c.351]

Рис. 1У-39. Зависимость эквивалентного диаметра каналов эк от среднего диаметра зерна катализатора

Рис. IV-40, Зависимость коэффициента i j от среднего диаметра зерна катализатора

Рис. 1У-41. Зависимость величины аиу/ьип от диаметра зерна катализатора

Основные положения. В любое из расчетных уравнений химического процесса входит ряд переменных время контакта, температура потока на входе в реактор и температура теплоносителя, скорость потока, диаметр зерна катализатора и т. д., значения которых можно изменять в более или менее широких пределах. Приступая к проектированию химического реактора, необходимо выбрать значения этих переменных так, чтобы добиться наилучшего результата процесса. Число и номенклатура варьируемых пере менных определяются принятым типом реактора и его схемой. Последняя также должна быть выбрана оптимальной, а этого в большинстве случаев можно добиться только путем сравнения наилучших результатов процесса, достижимых в реакторах различных типов. [c.365]

Исследование кинетики изотермических нроцессов, не осложненных внешней диффузией, в простейших интегральных реакторах, видимо, не связано со значительными ошибками, если диаметр зерен катализатора не превышает 74о диаметра трубки, а длина слоя и скорость потока таковы, что исключено заметное влияние продольного перемешивания. Практически приходится, однако, брать диаметр зерна равным примерно 7в диаметра трубки. Независимость хода процесса от внешнедиффузионных и гидродинамических факторов может быть проконтролирована сравнением результатов, полученных нри одинаковых временах контакта, но с различными линейными скоростями потока газа. Более надежные данные могут быть получены в интегральных реакторах, специально предназначенных для кинетических исследований. [c.406]

Рис. 4.2. Изменение разогрева зерна (ДТ) закоксованного катализатора при регенерации в зависимости от температуры (а), концентрации кислорода (б), начального содержания кокса (в) и диаметра зерна (г) Цифры у кривых-начальное содержание кокса (% масе.)

При относительно невысокой входной температуре (500 °С) и небольшой начальной закоксованности (1,5% масс.) на зерне катализатора диаметром 3 = 1 мм процесс выжига протекает в кинетической области — распределение кокса остается равномерным до конца выжига (см. рис. 4.3, а). При диаметре зерна 4 мм картина выжига иная. При увеличении исходного содержания кокса отклонение от равномерного распределения в процессе горения увеличивается, а сам процесс протекает, по-видимому, в переходной области (см. рис. 4.3,6 и в). [c.79]

Максимальные разогревы в слое катализатора А Г зависят от значений основных параметров времени контакта Хк, начальной закоксованности концентрации кислорода х и входной температуры 7 . Данные расчетов по изменению ДТ при регенерации закоксованного слоя катализатора длиной 2 м с диаметром зерна 4 мм приведены на рис. 4.7. В качестве базисного выбран следующий набор параметров Хк = 2 с, 5% (масс.), х° = 2,5% (об.). Го = 500 °С. В расчетах при постоянных значениях трех остальных параметров варьировались Хк(а), дШ, х (в) и Го (г). [c.87]

Платина и ее металлические сплавы являются активными катализаторами окисления углеводородов и кокса. Горение кокса на АПК и полиметаллических катализаторах протекает со скоростью на два порядка выше, чем на АСК и А12О3. Процесс идет в диффузионной области с большим тепловыделением, особенно при выгорании алкильных цепочек кокса. Во избежание местных перегревов и спекания пла-. тины процесс искусственно тормозят и проводят в три этапа, ограничивая температуру и подачу кислорода в смеси с азотом. На первом этапе выжиг ведется при температуре 250- 350 С и концентрации кислорода 0,5%, на втором этапе при 350-450 С и 1% и на третьем, заключительном этапе при 450- 510 С и 3- 5% соответственно. Благодаря ступенчатому выжигу кокса, по длине слоя и диаметру зерна катализатора наблюдается перемещение горячего пятна зоны горения. Вначале окисляются непредельные углеводороды, адсорбированные на металлических центрах,, а затем - углеводороды, оставшиеся в системе. Длительность этого "мокрого этапа зависит от тщательности подготовки системы и может колебаться от нескольких часов до нескольких дней. Второй этап обусловлен горением коксогенов и кокса, находящихся вблизи металлических центров за счет спилловера ароматизированного кислорода. В продуктах горения этих соединений образуется много воды и меньше СО2. На завершающейся сухой стадии регенерации выгорает высококарбонизированный кокс, так называемый остаточный, глубинный, бедный водородом, расположенный на наибольшем расстоянии от металлических центров и источника подачи кислорода. Уменьшить неравномерность температур в слое и одновременно интенсифицировать процесс горения кокса можно уменьшая концентрацию кислорода при одновременном повышении давления в системе и увеличивая кратность циркуляции газовой смеси. [c.166]

Однако установить однозначную зависимость между N и Ре одновременно от всех вероятностных характеристик пока не удается. Совмеш ение одной вероятностной характеристики приводит к расхождению других. Так, несмотря на внешнее сходство кривых (Л, i) и г[з (Pe i) они по своей сущности значительно отличаются друг от друга. Этот факт объясняется тем, что перенос вещества в ячейках и между ними характеризуется не только числом Ре., о чем свидетельствуют данные экспериментальных исследований, связанных с определением коэффициента продольного переноса. Соотношениями (IV.62) и (IV.63) легко объяснить значения коэффициента продольного переноса в газофазных реакторах с сильно тур-булизированным режимом, когда достигается равенство между эффективными коэффициентами продольного переноса и температуропроводности, т. е. при Z) = a i — = Kf , где X и Су — соответственно коэффициенты теплопроводности и теплоемкости реагирующей массы. В этом случае, предположив, что длина ячейки-реактора AL равна диаметру зерна катализатора [82 ] при L о и Л > 10, [c.104]

Диаметр зерна катализатора в качестве определяющего размера можно применить только тогда, когда микроструктура катализатора не влияет на активность зерен разных размеров. В противном случае нeJэбxoдимo пр и-нять во внимание характерный диаметр пор, однако этот случай здесь рассматриваться не будет. [c.232]

Исходя из статистических исследований такой модели, де Ионг и Сафман вывели зависимости для определения коэффициентов продольной и радиальной диффузии. Авторы исходили из предположения, что все каналы имеют некоторую длину м, и что скорость жидкости в каждом канале одинакова или изменяется по параболическому закону. Предполагается также, что скорость потока зависит от угла, образуемого осью канала и направлением потока. Уравнения, полученные этими авторами, кроме скорости течения и диаметра зерна катализатора, учитывают молекулярную диффузию и величину пути, пройденного жидкостью в слое. Коэффициент диффузии для газов и жидкостей различен и возрастает с ростом длины реактора. [c.41]

В случае интенсивного перемешивания критерий Пекле очень мал и, следовательно, коэффициент перемешивания во много раз больше, чем в псевдоол<иженном слое. Исследования псевдоожиженного слоя катализатора с зернами диаметром от 50 до 150 ц, проведенные Реманом показали, что коэффициент продольной диффузии в большей степени зависит от квадрата диаметра слоя, чем от скорости газа. Значения /и находятся в пределах от 3,1 до 2 м, критерия Ре — от 10 з до 5-10 5. [c.48]

Карберри 3,131 констатирует, что влияние продольной диффузии в неизотермическом реакторе может проявляться только, если величина отношения длины слоя к диаметру зерна не превышает двадцати. Продольная диффузия существенно влияет на процесс только в лабораторных условях или при малой длине слоя катализатора, [c.230]

Из приведенных уравнений следует, что массовая скорость меняется пропорционально квадрату радиуса трубы R, а диаметр зерна катализатора должен меняться слабо. С другой стороны, ни кв, ИИ 7 не остаются постоянными ке меняется, ио меньшей мере, ироиорциопально кубу радиуса, а к-,—пропорционально / . В этом случае падение давления и теплоперенос не влияют на скорость реакции ири масштабном переходе и поэтому можно создать хорошую модель, пригодную при произвольном масштабе. Если принять, что активность катализатора обратно пропорциональна диаметру его зерна, то получим следующие зависимости [c.242]

Для 63% катализатора время контакта не превышает 200 сек, для 86,5%—400 сек приблизительно 23,5% катализатора находится в реакторе 200—400 сек. При высоком содержании мелких частиц (85% катализатора в виде зерен диаметром <40 mkai) и средних скоростях потока газ протекает по каналам, а при несколько большей концентрации частиц начинается образование пузырей. Однородность концентрации достигается при довольно высоких скоростях и диаметрах зерна 30—90 мкм. В этом случае, однако, увеличивается унос частиц из слоя. [c.358]

Гидродинамическая проблематика такого рода процессов многие годы не только недооценивалась, но и в существенной мере оставалась неотчетливой. С одной стороны, казалось почти очевидным, что вследствие значительного подпора, который создает слой зерен набегающим на них потокам, и значительного удельного сопротивления самого слоя процессы в неподвижной зернистой среде почти всегда соответствуют идеальному вытеснению, следовательно, гидравлическая проблематика в данном случае ограничивается оценкой гидравлического сопротивления однородному потоку жидкости в однородной неподвижной среде и оценкой эффективных режимных и переносных характеристик процесса на уровне макрокинетических задач. Профиль скорости внутри слоя считался однородным, за исключанием пристенной области толщиной 2—3 диаметра зерна катализатора. В связи со сказанным неоднородности течения реагентов внутри слоя при расчетах аппаратов не учитывались. Это было вызвано по-видимому тем, что при исследовании реакторов отношение диаметра аппарата к диаметру зерна обычно было больше или равным 10, поэтому все неоднородности течения объясняли хорошо известными изменениями в укладке 2—3 рядов зерен [188]. С другой стороны, конкретная практика эксплуатации процессов в промышленности обнаруживала значительные несоответствия этому. Так, например, в ряде случаев происходили необъяснимые с точки зрения теории идеального вытеснения вспышки катализатора, а то и взрывы. Поскольку такого рода явления ни в лабораторных, ни в пилотных установках места обычно не имели, то эти явления относили к эффектам масштабного перехода . [c.324]

Пример 111-2. Определить потери напора для потока 2500 кгЦм -ч) воудуха плотностью р = 1,2кг/,иЗ и вязкостью р = 0,065 кг/ м сек) через а) пустой аппарат диаметром 8 2,5 м б) неподвижный слой катализатора с диаметром зерна йз = 4 10- м п долей свободного объема е = 0,45 в) движущийся слой катализатора с диаметром зерна 3=4 10 м и долей свободного объема е = 0,50. [c.90]

I = 0,4 м зерна катализатора диаметром = 0,009 м = = 0,0025 м 6 = 0,35 81 = 0,4 Що = 5,25 м/с Ыго = 21 м/с С1 = = 0,003 кмоль/м , Т1 = 725 К. Коэффициенты тепло- и массооб-меиа, эффективной теплопроводности и диффузии взяты из [10]. [c.90]

В связи с разработкой крупнотоннажных каталитических реакторов с неподвпншыми слоями катализатора возникает необходимость более детального рассмотрения влияния стенки на формирование их структуры. Исследования нористости зернистого слоя у стенки проводились многими авторами, например [11, в результате было установлено, что ее влияние распространяется на глубину порядка 3 -н 4 диаметров частиц катализатора. Пористость в этой зоне всегда увеличена по сравнению со средней пористостью всего слоя. Это связано с изменением геометрии укладки зерен вблизи стенки. Кроме того, результаты работы [21 наводят на мысль о том, что пристеночный эффект во многих случаях проявляется в повышении пористости насыпного слоя не только в области, непосредственно примыкаюш ей к стенке, но п на значительном удалении от стенки (до нескольких десятков диаметров зерна). [c.94]

Сопоставляя формулы (VIII.6)—(VIH.8) и учитывая, что диапазон возможных изменений w в значительной мере обусловлен диаметром зерна катализатора, становится наглядной его связь с основными геометрическими параметрами реактора — диаметром, высотой (зависящей от Н ) и гидравлическим сопротивлением слоя (а значит и реактора). Последний фактор особенно важен при проектировании реакторов с кипящим слоем для интенсификации существующих производств (например, форконтактные аппараты для сернокислотных систем). В этом случае следует сопоставить возможное гидравлическое сопротивление проектируемого реактора с характеристиками газонагнетательного оборудования действующей системы. В случае несоответствия следует идти по пути увеличения диаметра реактора за счет снижения линейной скорости газа и, как правило, размера частиц катализатора. [c.261]

Кинетика процесса гидрогеиолиза моносахаридов через стадию превращения их в высшие полиолы рассмотрена в разд. 4.3.1 по работам Н. А. Васюниной, Е. Ф. Стефогло и А. Ермаковой [63, 84] моделирование реактора для такого процесса выполнено этими же авторами [20]. Было установлено, что оптимальное время пребывания (время прохода, время контакта) составляет для гидрогеиолиза сорбита без добавления гомогенного сокатализатора 90 мин. Показано, что для диаметра зерна катализатора 0,1 мм и соотношения скоростей газа и жидкости 10—15 устойчивый транспортный режим достигается при скорости жидкости 3 см/с. [c.138]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология