Изотермические реакторы экзотермические

На рис. -3 представлено изменение относительного времени пребывания, необходимого для достижения данной степени превращения в реакторах идеального смешения ( т) и идеального вытеснения tв) в случае протекания эндотермических, изотермических и экзотермических реакций. Из рисунка следует, что реактор идеального смешения предпочтительнее реактора идеального вытеснения для экзотермических реакций при низких и средних значениях х. При изотермических условиях и особенно при эндотермических реакциях реактор идеального вытеснения предпочтительнее реактора идеального смешения. [c.111]

Рис. УИ1-5. Зависимость степени превращения от температуры для обратимых экзотермических реакций, протекающих в изотермических условиях (проточный реактор идеального смешения реактор идеального вытеснения реактор периодического действия).

Химические реакции часто сопровождаются экзотермическим или эндотермическим тепловым эффектом. Для осуществления изотермических условий необходимо отводить определенное количество тепла от реактора либо подводить его к реактору. С этой целью в конструкции изотермического реактора предусмотрена специальная поверхность теплообмена — змеевик внутри реакционного объема, или рубашка. [c.239]

Температура. Высокие степени превращения в экзотермических реакциях достигаются при понижении температуры и ведении процесса в изотермическом режиме. При этом нижняя граница температуры определяется рабочими характеристиками катализаторов. Поскольку изотермический режим не возможен в реакторах со стационарным слоем катализатора, процессы проводят в многосекционных аппаратах с промежуточным охлаждением газовой смеси. [c.219]

Рис. 38. Зависимость степени превращения от температуры (а) н времени (б) для обратимой экзотермической реакции I адиабатический реактор вытеснения 2, 2 изотермический реактор смешения 3 — политермический реактор вытеснения

Часто химические реакции сопровождаются экзотермическим пли эндотермическим тепловым эффектом. Если реакция должна протекать изотермически, то необходимо определенное количество тепла либо подвести к реактору, либо отвести от него. [c.46]

Изотермические реакторы обеспечивают лучший выход, чем адиабатические. Однако в промышленной практике предпочитают адиабатические реакторы, так как условия их эксплуатации легче, в особенности при сильно экзотермических реакциях. [c.223]

В изотермическом реакторе необходим либо подвод тепла (при эндотермическом процессе), либо отвод (при экзотермическом). Теплообмен часто осуществляется при помощи теплоносителей, в качестве которых при высоких температурах применяются даутерм, расплавленные соли и металлы. [c.132]

В изотермических реакторах температура постоянна во всем реакционном объеме, так как тепло экзотермических реакций отводится или же равномерно распределяется в реакционном объеме, а тепловые затраты на эндотермические процессы полностью компенсируются подводом тепла. Идеально-изотермический режим возможен лишь в реакторах полного смешения. [c.66]

Рис. VII. 8. Диаграмма р=/ (Г) и Ст = Ч>(7 ) для изотермического реактора при проведении простой экзотермической реакции

Если обратимый экзотермический процесс осуществляется в аппарате полного смешения, где температура постоянна, в зависимости от принятой степени конверсии оптимальной будет температура, соответствующая максимумам кривых рис. 77 или ординатам кривой рис. 78. Однака У для изотермического реактора [c.321]

Реактор идеального смешения (РИС), как известно, является наиболее распространенным лабораторным реактором. В этом безградиентном изотермическом реакторе удается получать кинетику, не искаженную процессами массо- и теплопереноса. С другой стороны, РИС является традиционным объектом математического моделирования. Однако в литературе в подавляющем числе случаев рассматривается РИС, в котором протекает единственная неизотермическая реакция обычно первого порядка. Исчерпывающий анализ особенностей динамики проточного РИС для случая одной необратимой экзотермической реакции дан в [124]. Особенности релаксационных и стационарных характеристик изотермического РИС, где протекает сложная реакция, стали исследоваться относительно недавно [98, 227 [c.204]

В ряде случаев интегральные реакторы конструктивно более просты и удобны в работе, чем дифференциальные реакторы, однако в целом при применении их возникают различные затруднения. В частности, экспериментальные трудности обусловлены необходимостью избежать осевого смешения и желательностью поддержания изотермического режима по всей длине интегрального реактора, что далеко не просто в случае сильно экзотермических (эндотермических) реакций. [c.35]

Это выражение совместно с уравнением материального баланса изотермического процесса (11,12) используют для расчетов температур и степеней превращения в кубовых реакторах, процессы в которых сопровождаются выделением или поглощением тепла вследствие протекания реакции и внешнего теплообмена. Некоторые вопросы устойчивости таких реакторов при протекании экзотермических реакций будут рассмотрены дальше (стр. 132). [c.121]

В эндотермических процессах температура на выходе из слоя катализатора должна быть выше температуры его зажигания. При проведении экзотермических процессов во взвешенном слое в условиях установившегося изотермического режима работы реактора можно подавать газ при температуре н, т. е. значительно ниже температуры зажигания. Повышение-температуры во взвешенном слое, как и в неподвижном, равно адиабатической разности температур поэтому начальная температура газа tl может быть меньше температуры зажигания tз на величину [c.58]

Как видно пз рисунка, оптимальная температура процесса в изотермическом трубчатом реакторе лежит между равновесной температурой при и температурой, при которой скорость превращения на выходе пз реактора максимальна. Это значит, что только для одного поперечного сечения уравнение (VI, ) обосновано поэтому при прочих равных условиях объем изотермического трубчатого реактора больше, чем объем трубчатого реактора с оптимальным температурным профилем. Хорн 1 рассчитал отношение этих двух объемов для экзотермических обратимых реакций первого и второго порядков. [c.211]

При проведении экзотермических процессов во взвешенном слое, в условиях установившегося изотермического режима работы реактора, можно подавать газ в реактор при температуре значительно ниже температуры зажигания. Повышение температуры во взвешенном слое, как и в неподвижном, равно адиабатической разности температур Ai, поэтому начальная температура газа может быть меньше на At (см. кривую 4, рис. 46,а) [c.125]

Для получения кинетических. данных наиболее простой путь — осуществление изотермической р аботы интегральных конверторов, так как это ограничивает число переменных и облегчает интегрирование. Однако на практике изотермическая работа редко осуществляется, особенно для реакций с высокими тепловыми эффектами,вследствие ограничений в отводе тепла. Эти ограничения имеют большое значение, потому что плохой контроль за потоком тепла, приводящий к небольшим температурным градиентам в слое, может вызвать очень сильный эффект, поскольку скорость реакции экспоненциально зависит от температуры. При исследовании экзотермических реакций обычно применяют адиабатические трубные реакторы. Система температурного режима осуществляется таким образом, чтобы предотвратить утечку тепла через стенки реактора. Следовательно, профиль температур развивается вдоль длины реактора, размеры последнего зависят от теплоты реакции, теплоемкости реакционной среды и кинетики реакции. Полномасштабные заводские конверторы вследствие низкого соотношения поверхности и объема обычно работают адиабатически, и поэтому адиабатические- конверторы небольшого размера могут быть полезны для испытания на длительность пробега или для моделирования промышленной производительности. Эти конверторы могут работать либо на уровне полупромышленного масштаба, либо как пилотные установки. Адиабатические реакторы в настоящее время применяются для моделирования полномасштабных промышленных условий таких реакций, как высокотемпературная и низкотемпературная конверсия окиси углерода, реакция метанирования и синтез аммиака. [c.56]

Таким образом, из изложенного выше можно сделать следующие выводы реактор идеального вытеснения всегда предпочтительнее для изотермических условий и эндотермических реакций, а комбинация реакторных систем — для экзотермических реакций. [c.341]

Обращаясь к установкам платформинга, можно видеть, что даже при переработке низкооктанового парафинистого сырья необходимо иметь не менее трех реакторов при этом в первом реакторе, как правило, наблюдается наибольщий перепад температуры. Так, анализ работы полузаводской установки с размещением платинового катализатора в трех реакторах показал, что для различных видов сырья и глубины процесса температурный перепад в первом реакторе составлял 28—45 °С, во втором 4—1б°С и в третьем О—6°С. Представляет интерес почти изотермический режим последнего реактора, указывающий, казалось бы, на бесполезность этого аппарата. Однако анализ продуктов ароматизации после каждого реактора показал, что относительный выход ароматических углеводородов был следующим в первом реакторе 50— 55%, во втором 25—35%, в третьем 15—25%. Отсутствие перепада температур в третьем реакторе объясняется компенсацией тепла, расходуемого на эндотермические реакции дегидрирования, теплом, выделяющимся при экзотермических реакциях гидрокрекинга. Роль последних реакций наиболее велика при большой глубине превращения, достигаемой в третьем реакторе. [c.202]

Сравнение характеристик адиабатических, изотермических и политермических процессов приведено на рис. 38 и 39. Как видно 1 3 рис. 38, в адиабатическом реакторе вытеснения для экзотермических процессов зависимость степени превращения х от температуры соответствует уравнениям адиабаты (III.84) — (III.91), а максимальная степень превращения для обратимых экзотермических процессов ограничивается равновесием (кривая 1). Степень превращения по высоте реактора (или пропорциональной величине времени пребывания) в начале процесса нарастает ускоренно, а затем нарастание х падает вследствие снижения движущей силы процесса АС=Са—Приближение к равновесному состоянию соответствует ДС = 0 и окончанию процесса. [c.109]

В изотермических реакторах образующееся или потребляемое количество теплоты каким-либо способом отводится или подвозится без изменения температуры в реакторе. Сначала рассмотрим экзотермические реакции. В этом случае отвод теплоты можно осуществить только за счет теплообмена, а = О и температура отводящей теплоту среды низкая. Разность температур продукта и отводящей теплоту среды А Г при этом незначительна. Изотермические реакции можно проводить только в непрерывнодействующих реакторах, так как в реакторах периодического действия скорость тенлопереноса должна изменяться в зависимости от времени, чтобы поддерживать постоянную температуру продукта. [c.223]

Первым преимуществом реакторов КСК перед адиабатическим реактором с неподвижным слоем при проведении экзотермических реакций является изотермический режим, при котором температура всего слоя равна конечной температуре Гк продуктов реакции. [c.260]

Описание процесса (рис. 10). Водород и тяжелое сырье проходит восходящим потоком через кипящий слой катализатора. В реакторе нового типа достигается исключительно эффективное контактирование и интенсивное перемешивание катализатора, сырья и водородсодержащего газа. Использование кипящего слоя дает такие важные преимущества, как возможность поддержания изотермического режима, несмотря на сильно экзотермический характер протекающих реакций облегчается удаление и добавление катализатора во время работы возможность регенерации катализатора в отдельном аппарате. Это обеспечивает получение однородных по качеству продуктов. [c.27]

Из всех факторов, обусловливающих устойчивое протекание экзотермической реакции, наибольшее значение имеет теплообмен. Наивыгоднейшие условия при заданных концентрациях достигаются в изотермическом процессе. Однако самые незначительные изменения концентрации исходного вещества или температуры охлаждающей поверхности могут вызвать резкое повышение температуры в реакторе и соответствующие осложнения. [c.189]

При проведении процесса в адиабатических условиях neKOTopi.ix преимуществ можно добиться, комбинируя реакторы идеального смешения с трубчатыми реакторами (см. библиографию на стр. 252). Мы видели, что в изотермическом реакторе скорость реакции монотонно уменьшается с увеличением степени полноты так что при проведении процесса в реакторе идеального смешения всегда требуется большее время контакта, чем в трубчатом реакторе. Это положение остается верным и для эндотермических реакций, проводимых адиабатически. Однако, мы видели, что при адиабатическом проведении обратимой экзотермической реакции скорость реакции сначала возрастает, а затем падает. Если построить график зависимости fo) от i вдоль адиабатического пути, проходящего через точку I = о, г = T a, то получится кривая, подобная изображенной [c.246]

Каталитическая реакция полимеризации пропилена экзотермическая (Д Н = —16,5 ктл1моль) выделяемое тепло отводят либо охлаждением реактора водой (изотермический реактор) либо вводом холодного сырья по всей высоте каталитического слоя (адиабатический реактор). [c.400]

Синтез высших спиртов из окиси углерода и водорода осуществляют на железном катализаторе при давлении 200 ат и температуре 160—190° С. Этот процесс можно отнести к группе сильно экзотермических реакций, для которых при определенных условиях (критических условиях воспламенения поверхности катализатора) достигается некоторая температурная граница. Выше этой границы невозможны стационарные режимы в кинетической и внутридиф-фузионной областях. Выбор оптимального реактора для процесса с такими характеристиками связан с учетом многих факторов. Проведенный анализ показал, что наиболее выгодным является изотермический реактор. Изотермический режим легко может быть осуществлен при проведении синтеза во взвешенном слое катализатора. Применение взвешенного слоя катализатора позволяет значительно интенсифицировать процесс, более полно использовать активную поверхность катализатора. [c.168]

Трубчатый каталитический реактор (обычно труба или ряд параллельных труб, заполненных таблетками катализатора) ужо упоминался в главе II (стр. 43) при рассмотрении изотермических З словпй работы. В главе IV (стр. 123) описана теорпя тепловых эффектов и внешнего теплообмена предполагалось, что как температура, так и состав реакционной смесп однородны в каждой секции реактора. Однако это во многом зависит от возможности теило-и массопередачи в направленип, перпендикулярном к основному потоку. Если такая возможность ограничена, как, например, прп экзотермических реакциях в охлаждаемом реакторе, содержащем таблетки катализатора, то температура и, следовательно, степень превращения вблизи осп трубы значительно выше, чем около стенок. [c.188]

ЭКЗОТЕРМИЧЕСКАЯ (дг), где дг — предметная переменная, имеющая значения РЕАКЦИЯ—Д РЕАКЦИЯ — В и т. д. Таким образом, можно представить все экзотермические реакции наиболее простой моделью. Следовательно, простой факт, что Для каждой экзотермической реакции имеет место любой адиабатический реактор, реактор не может быть изотермическим , можно представить в виде формальной записи исчисления предикатов Ех[ЭК30ТЕРМИЧЕСКАЯ(х)1 л [АДИАБАТИЧЕСКИЙ (у)] [c.51]

Очень часто каталитические процессы це.яесообразно проводить в реакторах с движущимся (взвешенным) слоем катализатора, так как при этом обеспечивается большая поверхность контакта и хороший контроль температур (реакция протекает практически в изотермических условиях). Кроме того, преимущество этих реакторов заключается в возможности сохранения активности катализатора путем непрерывного восстановления некоторой его части и использовании теплоты восстановления (в основном восстановление катализатора является экзотермическим процессом) для осуществления более экономичного теплового баланса процесса. В случае экзотермических реакций реактор с движущимся слоем имеет более высокий коэффициент массопередачи, чем реактор с неподвижным слоем. [c.310]

Экзотермические реакции. На рис. П1-5 дана схема непрерывнодействующей мешалки, в. которой протекает экзотермическая реакция с отводом тепла через рубашку. Допускаются идеальные условия температура реакционной массы на входе и выходе одинакова Те=Та=Т. Стенка реактора имеет постоянную температуру Tw, далее T — Tw = АТ. В установившемся процессе АТ = = onst. Если величина АТ настолько велика, что вся теплота реакции отводится через стенку к охлаждающей жидкости, то изотермический процесс обеспечен. Если АТ мало, то частное значение Т — Т Tw и можно рассматривать реакцию, происходящую как бы в двух вариантах — при Ti и Tw [c.41]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология