Кривая концентраций в реакторе

На рис. И1-3 [8] показаны выходные кривые (концентрация индикатора на выходе) для каскада двух реакторов при импульсном, ступенчатом и синусоидальном вводах индикатора. [c.103]

Таким образом, наклон прямой в координатах r — s дает отношение kjk . Зная kjk , а также к + к , можно определить к и к . На рис. 1П-9 представлены типичные кривые концентрация — время для трех компонентов в периодически действующем реакторе, причем ru = sa = О и > 2. [c.70]

Рнс. 47. Влияние длительности обработки ка-тализатора хлором на содержание в нем хлора и железа, а также хлора в газе, выходя щем из реактора иа кривых — концентрация хлора в воздухе [c.160]

Нетрудно заметить, что производительность снижается из-за полного или частичного перемешивания реакционной массы, приводящего к выравниванию концентраций и скоростей по объему. В реальных реакторах вытеснения частичное выравнивание концентраций и скоростей по длине аппарата происходит в результате диффузии и конвекции. В этом отношении особенно нежелательна диффузия по оси потока, так называемое продольное (или обратное) перемешивание, ведущее к более пологой кривой концентраций и снижению средней скорости и удельной производительности (рис. 72, кривая 4). Все это наглядно проявляется на кривых распределения времени пребывания, которые можно получить, вводя метку (индикатор) в подаваемую в реактор смесь. Для реактора идеального вытеснения все элементы реакционной массы находятся в аппарате одинаковое время, что выражается прямой, уходящей в бесконечность (рис. 73, прямая 1). В реакторе полного смешения значительная часть жидкости покидает аппарат сразу, а остальное количество задерживается очень долго (кривая 2). В каскаде реакторов полного смешения и реальных аппаратах вытеснения наблюдается промежуточный вид кривой распределения— с более или менее размытым максимумом (кривая 3). [c.315]

Для наглядности равенства (11.35) и (11.37), связывающие X и у при = 1, а также значение величины селективности V изображены в виде кривых на треугольной диаграмме (рис. 12). Из анализа кривых следует, что с увеличением степени превращения X скорость побочной реакции увеличивается, при этом селективность уменьшается в обоих типах реакторов, всегда оставаясь меньшей в реакторе полного перемешивания. Например, при степени превращения X = 0,6 селективность процесса в реакторе полного вытеснения составляет 0,61, а в реакторе полного смешения — только 0,4. Снижение селективности наблюдается и при переходе от реактора периодического действия к реактору непрерывного действия, что весьма существенно при моделировании и объясняется различным уровнем концентрации целевого продукта в начальный и конечный моменты времени пребывания в аппарате. [c.34]

Такой способ деления реакционной зоны на части, в которых условия проведения процесса различны, называется секционированием аппарата. На рис. 1Х-74 нанесена кривая равновесных концентраций аммиака в зависимости от температуры (р = 300 ат). Газы поступают в реактор из теплообменника при температуре 450°С. Реагируя в первой секции реактора (первый слой катализатора), газы нагреваются в результате выделения теплоты реакции в условиях, близких к адиабатическим реакционная смесь почти достигает состояния равновесия, обозначенного точкой Л (/ 635 °С). После прохождения через первый слой катализатора газы снова охлаждаются до температуры 450°С. Во второй секции, где происходит дальнейшее превращение, реакционная смесь приближается к состоянию равновесия, соответствующего точке В на кривой. В дальнейших этапах проведения процесса достигаются состояния, близкие к точкам С, О и Е. Как следует из рис. 1Х-74, высота слоев катализатора в направлении движения потока возрастает, поскольку скорость превращения уменьшается очень быстро. [c.424]

Рис. 21. Типичная кривая изменения концентрации на выходе нз реактора нри импульсном вводе индикатора

Рис. 22. Типичная кривая изменения концентрации на выходе из реактора при ступенчатом вводе индикатора

Если в уравнение подставить соответствующие значения г, Е и Е (при Е >Е), то можно построить график зависимости г от температуры для определенных значений концентраций а,...,< Такой график показан на рис. 32. На нем приведены кривые для трех групп выбранных значений концентрации поступающего в реактор газа при степени превращения, возрастающей от кривой 1 к кривой 3. [c.143]

Точность измерения имеет особенно большое значение в дифференциальном экспериментальном реакторе, в котором разности концентраций реагирующего газа малы. В интегральном реакторе погрешность измерения может искажать форму кривой степени превращения. [c.125]

Две верхние кривые получены при одних и тех же размерах реактора, но при разных начальных концентрациях. Средняя кривая, [c.207]

На СТОЙКОСТЬ и активность катализатора большое влияние оказывает температура. В качестве ее допустимой верхней границы обычно принимают величину 550°С, однако при длительной и интенсивной работе она не должна превышать 520°С. Оптимальное значение скорости образования аммиака при определенной температуре зависит от давления и концентрации аммиака в данной точке реактора. На рис. 1V-20 кривая 7 характеризует зависимость оптимального содержания аммиака в смеси от температуры. Кривая 2 относится к равновесным условиям, т. е. характеризует [c.330]

Продолжительность реакций промежуточных порядков удобнее определять непосредственно по экспериментальной кривой X = (т)- Часто при расчетах реакторов вместо конечной концентрации Хк задается степень превращения вещества [c.239]

В импульсной установке через реактор с неподвижным слоем катализатора длиной L пропускают газ-носитель с постоянной скоростью. Начиная с момента т=0 к этому газу добавляют реагирующий газ, а через малый промежуток времени то добавку реагирующего газа прекращают. Реагирующий газ увлекается газом-носителем в реактор, где происходит химический процесс. На выходе из реактора можно измерить степень превращения исходного вещества и установить форму кривой распределения концентрации исходного вещества и образующихся -продуктов. [c.45]

Гидродинамическое перемешивание. Разброс значений истинных локальных скоростей потока приводит к тому, что время пребывания в реакторе с зернистым слоем является случайной величиной. Если на вход аппарата подать импульс трассирующего вещества, то на выходе получим более или менее размытую кривую изменения концентрации во времени, совпадающую с дифференциальной функцией распределения времени пребывания в слое. Аналогично, струя трассирующего вещества, введенная в какую-либо точку зернистого слоя, постепенно размывается по всему его сечению. Оба эти явления определяются гидродинамическим перемешиванием потока, или переносом вещества в продольном и поперечном направлениях. [c.218]

Система уравнений (VII.35), (VII.36) не решается аналитически даже для процессов с простейшей кинетикой. Тем пе менее, ее анализ позволяет установить некоторые особенности решения. При расчете экзотермического процесса наиболее интересной величиной является максимальный разогрев, достигаемый в горячей точке реактора. Если в реактор поступает исходная смесь с температурой, близкой к температуре теплоносителя Г,,, то в сечениях, близких к входному, теплоотвод окажется незначительным и процесс будет проходить в почти адиабатических условиях. В дальнейшем, по мере повышения температуры реагирующей смеси скорость теплообмена возрастает и в некотором сечении сравняется со скоростью тепловыделения. После этого температура реакции, пройдя через максимум, начнет убывать. Верхнюю оценку для достигаемой максимальной температуры можно найти, считая, что процесс протекает адиабатически вплоть до самой горячей точки . Тогда верхняя оценка температуры, при которой скорости тепловыделения и теплоотвода сравняются, может быть найдена по точке пересечения прямой теплоотвода q = а (Т — Т .) и кривой тепловыделения ф (Т) = hr (Т). Последнюю строят с учетом соотношения между концентрацией и температурой (VII.28), которое выполняется в адиабатическом процессе. Кривая тепловыделения и прямая теплоотвода изображены на рис. III.3 они пересекаются в нескольких точках, и верхнюю оценку максимальной температуры дает точка пересечения, соответствующая наименьшей температуре. По мере увеличения температуры теплоносителя прямая теплоотвода сдвигается вправо, и при некотором критическом значении низкотемпературная точка пересечения исчезает. При этом верхняя оценка температуры в горячей точке резко повышается. Формально значение максимальной температуры, конечно, не может измениться скачком. Из теории обыкновенных дифференциальных уравнений следует, что решение системы уравнений (VII.35), (VII.36) непрерывно изменяется с изменением всех параметров, в том числе и (см. также раздел VII.2). Однако в области значений параметров, близкой к той, где кривая тепловыделения касается прямой теплоотвода (рис. III.3, прямая 4), следует ожидать сильной чувствительности температуры в горячей точке к изменению параметров процесса. [c.288]

Ход кинетических исследований на интегральных реакторах сводится к следующему. Пусть в результате опыта измерены концентрации реагентов С ц температура реагирующей смеси Т в последовательные моменты времени т или в последовательных сечениях реактора идеального вытеснения с координатами I, измеряемыми временем, за которое поток проходит расстояние от входа до данного сечения. Таким образом получают интегральные кривые исследуемого процесса. Кривые изменения концентраций представляют собой решение кинетических уравнений процесса [c.408]

Задача исследования кинетики процесса состоит в определении зависимости скоростей образования ключевых веществ Г (или скоростей реакции) от концентраций реагентов и температуры. Кинетика становится известной, когда найдены такие функции г,-, что интегральные кривые уравнения (Х.1) достаточно мало отличаются от кривых изменения концентраций реагентов во времени (или по длине реактора), найденных экспериментально. Подробнее вопросы расшифровки экспериментальных кинетических данных изложены в главе XI. [c.408]

Моменты функции РВП и моменты весовой функции. Экспериментальную функцию распределения оценивают вероятностными числовыми параметрами, которые делятся на два типа характеристики положения и характеристики формы кривой распределения. К первым относятся такие числовые параметры, как математическое ожидание распределения, мода распределения, плотность вероятности моды, медиана. В качестве характеристик формы обычно служат центральные моменты распределения порядка выше первого второй момент (дисперсия), третий момент, четвертый и т. д. В табл. 4.1 приведены формулы для определения наиболее часто используемых моментов по экспериментальным функциям отклика на типовые возмущения по концентрации индикатора (здесь — объем реактора У — объем введенного индикатора). [c.214]

Рис. 5.9. Типичные профили концентраций частиц в попере ом сечении прямоточного лифт-реактора на расстоянии от точки ввода е рь5ь (цифры ш кривых — концентрация катализатора в потоке, кг/м ) а —одна форсунка б —две форсунки а — три форсунки.

В том случае, когда не имеется кривых концентраций и температуры по длине реактора, задача становится гораздо более громоздкой. Формулировка этой задачи принимает следующий вид. Реактор идеального вытеснения описывается системой уравнений (УП1.30). Имеются экспериментальные значения концентраций и температуры в отдельных точках реактора при различных начальных условиях и релшмных параметрах. [c.374]

Рис. 7. Сравнение расчетных (кривые) и экспериментальных (точки на кривых) концентраций компонентов, образующихся в изотермическом реакторе вытеснения при 190°С и исходном мольном отношении ДЦПД СЛ 1.

Каждый реактор представляет одау ступень изменения. концентраций, так как концентрации в каждом реакторе изменяются скачком. Соединяя вершины ступеней одной линией, получим кривую, аналогичную кривой реактора полного вытеснения (рил. З.П). Чем больше ступеней в каскаде, тем ближе процесс к реактору полного вытеснения. [c.50]

Ступенчатый метод. Он предполагает мгновенное изменение концентрации вещества-индикатора, вводимого в основной поток, либо от нуля до некоторого значения, либо наоборот (рис. 19). При таком вводе изменение концентрации индикатора на выходе из системы за время перехода ее от одного установившегося состояния к другому дает итегральную кривую распределения времени пребывания частиц в реакторе. В этом можно легко убедиться. [c.61]

Таким образом, если известна скорость реакции как функция концентрации, то концентрация на выходе из реактора смешения определяется точкой пересечения кривой г = / (с) с прямой, имеющей наклон 1/г (рис. 13-24, б). Эта прямая пересекает ось абсцисс в точке с концентрацией Ср 1. [c.284]

На рис. 2 приведены результаты опытов, проведенных в потоке, когда и катализатор и углеводород непрерывно проходили через реакционную зону. Хлористый алюминий уносился из сатуратора углеводородами, а хлористый водород добавлялся в поток при входе в реактор. Сгепень изомеризации, выраженная концентрацией изопентана в пента-новой фракции, и степень крекршга, выран енная концентрацией бутанов в полученном продукте, отложены в виде кривых в зависимости от содержания бензола в сырье. Ось абсцисс растянута, чтобы лучше показать влияние различных количеств добавки бензола в области низких концентраций путем применения шкалы, на которой расстояние от начала координат пропорционально Ig (г + 1), где V — объемный процент бензола в подаваемом сырье. Оптимальная изомеризация была получена при концентрации бензола приблизительно в пределах 0,25—0,5% объемн. [c.24]

Ещё более резко растёт содержание кокса при переработке фракции с температурой кипения выше 180 °С. В этом случае закоксовывание интенсифицируют парафины и выше. Кривая II на рис. 2.20 характеризует коксообразование содержащимися в сырье ароматическими углеводородами. Учитывая их невысокую концентрацию в сырье, очевидно, что роль ароматики, как коксообразующего агента, возрастает от первого к последнему по ходу реактора пропорционально увеличению концентрации. Таким образом, этот фактор в большей степени является внедрённым и зависит от жёсткости процесса. [c.33]

Мгновенный выход измеряли в небольшом одноступенчатом реакторе смешения. В такой системе мгновенный выход, типичный для условий работы аппарата, равен экспериментально определяемому суммарному выходу, что следует из уравнения (4.22) (Ф =ф1), хотя достаточно очевидно и так. Выход опре-деля.111 в большом числе опытов, каждый из которых соответст-вова. 1 различным стационарным условиям в реакторе. Значения наносили на график в функции от о (весовое отношение гексамина к азотной кислоте при постоянных значениях температуры и начальной концентрации кислоты). Такая кривая для температуры 25° С показана на рис. 29, из которого видно, что с возра-.станием р, т. е. с увеличением разбавления кислоты, значение ф вначале несколько возрастает, а затем резко падает. Очевидно, существует определенная оптимальная концентрация кислоты, по-видимому, более низкая, чем принятая за исходную в рас- [c.124]

Реактор 2 представляет собой цилиндрический сосуд с мешалкой 3, в который заливают 80 мл топлива. Частота вращения мешалки 10—20 об/с обеспечивает протекание реакции окисления в кинетической области. Мешалка уплотняется с помощью ртутного затвора 7. Реактор снабжен термометром 4 и обратным холодильником 6 с водяным охлаждением. Реактор помещают в термостат 1. В качестве окислителя используют технический кислород. Объемы поглощенного кислорода замеряют с помо1цью газовой бюретки через каждые 5—10 мин. Рекомендуемые концентрации ПК, в топливе 5-10 —10 моль/л, температура 100—140 °С. Результаты опытов по инициированному окислению представляют в координатах Д[Ог]—t [96, 111, 112] (рис. 3.2). Чаще всего зависимость имеет линейный характер (см. рис, 3.2, кривая 1). Скорость окисления определяют как тангенс угла наклона прямой к оси абсцисс [c.59]

После зажигания эти параметры изменяются (могут стать даже меньше и, L ), а профили стационарных состояний будут устойчивыми. П так будет продолжаться до тех пор, пока параметры Гд, v, Са, L не станут меньше (один из них, либо все) некоторых критических значений Гц, v", Са, L". В этом случае реакция гасится . Разности между и Г , Са и Са, v и v и и L" характеризуют силу гистерезиса. Зажигание реактора и его гашение показано на рис. 7.3 для с.яучая окисления водорода на платиновом катализаторе. При г = 4 см/с (кривая 1 на рис. 7.3) температура Г(, = 120° С, Т" = 107° С, АГ = 13° С— гистерезис. При v = 10 см/с АГ = О, поэтому случайные флюктуации a, Го то зажигают , то гасят реактор. Этот процесс воспринимается в виде нерегулярных колебаний концентраций и температур на выходе реактора. Амплитуда этих колебаний достигает предела прп г = 20 см/с. При скорости потока 50 см/с зажигание (гашение) больше не наблюдается и каждому набору условий подачи Го, С а, v соответствует свое стационарное состояние. При этом переход от одного к другому происходит без скачка. [c.284]

Предположим, мы имеем слой цеолита высотой Н. В момент времени х, +8, где 8 — О, на выходе из слоя начался проскок. В это время кривая фронта концентраций (рис. 5.11) займет положение 1. На рис. 5.10 это будет соответствовать началу криволинейных участков (точки 1). Если продолжать пропускать газ сквозь слой, то в момент времени т, 4- Дх левая граница профиля концентраций А попадает в точ1ку А (рис. 5.11). Во всем реакторе установится концентрация и. парафина в газовой фазе С и твердой фазе (Зр. [c.115]

Формула (VI 1.10) получена из уравнения материального баланса реактора идеального смешения (VII.2), а (VII.11) — интегрированием кинетического уравнения (11.14) при постоянной температуре. В обоих случаях предполагается, что за ключевое вещество принято то исходное в относительном недостатке, и концентрации всех остальных веществ, влияющих на скорость реакции г (С), выражены через концентрацию ключевого вещества. Стехиометрический коэффициент последнего принят равным —1, а индекс при его концентрации опущен. В нормальном случае, когда отсутствуют явления автокатализа и торможения исходными веществами, dr/d < 0. При этом кривая, выражающая зависимость 1/гот С, при постоянной температуре будет такой, как на рис. VIII.8. [c.278]

Из формулы (VII.И) следует, что время периодического процесса или, что равнозначно, процесса в реакторе идеального вытеснения, равно площади под этой кривой, заключенной между абсциссами С и Со. Величина же времени контакта S равна площади прямоугольника ABKD и, таким образом, всегда 5 > i. По мере приближения к равновесной концентрации Ср (Т) (или по мере исчерпания лимитирующего исходного вещества в необратимой реакции) величина l/r, а следовательно, и S, возрастает как (С — Ср) , а величина t, выражающаяся интегральной формулой (VII.И), — как — п С — Ср), Поэтому отношение 8Ц всегда становится неограниченно большим при приближении к равновесной степени превращения. Если функция г (С) имеет максимум (такой функции соответствует пунктирная кривая на рис. VI 1.8), то неравенство S t нарушается однако и в этом случае оно начнет выполняться при степени превращения, достаточно близкой к равновесной. [c.278]

Более общий графический метод для определения степени превращения в каскаде был предложен рядом авторов (например, Джонсом и Вебером - ). Он основан на графическом выражентт скорости превращения как функции степени превращения. Скорость превращения может быть определена эмпирически, например, по результатам нескольких экспериментов. Построение, где в качестве исходных использованы результаты исследований в экспериментальном реакторе периодического действия, приведено на рпс. П-7 здесь в первом квадранте дан график зависимости концентрации реагента А от времени (кривая 1). [c.52]

Возникает вопрос до какого предела условия в реальном непрерывнодействующем кубовом реакторе приближаются к условиям в идеальном кубовом реакторе В действительности поток, входящий в перемешиваемую жидкость, диспергируется во всем содержимом реактора не сразу. Требуется некоторое время, чтобы процесс произошел в достаточной степени это время и время полного перемешивания являются величинами одного порядка. Поэтому отклик на ступенчатое изменение концентрации на входе сначала задерживается в соответствии с кривой отклика для идеального кубового реактора [уравнение (П1,4)], но в то же время небольшие элементы объема загрузочного потока могут попасть в выходной поток. Они приведут к появлению неравномерных пиков в начале кривой отклика. Эти эффекты очень трудно описать количественно, так как они сильно зависят от расположения входа и выхода по отношению к мешалке и друг к другу. [c.85]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология