неподвижном слое

Рассмотрим расчет адсорбера с неподвижным слоем адсорбента на конкретном примере. [c.261]

Трубчатые реакторы разнообразны по размерам и форме — от труб длиной в километр со сравнительно медленным движением реагентов до коротких труб в высокотемпературных печах, через которые реагирующая смесь проходит с почти звуковой скоростью. Трубчатые реакторы с неподвижным слоем катализатора могут варьироваться в размере от промышленных реакторов высокого давления длиной 15 м до лабораторного дифференциального реактора в несколько сантиметров длиной. Поэтому любая классификация, например представленная на рис. IX.1, поневоле будет упрощенной. [c.253]

Как уже отмечалось в предыдущей главе, реакторы с неподвижным слоем также могут быть адиабатическими. В других случаях тепло реакции может отводиться или подводиться через стенку реактора. В аппаратах с неподвижным слоем стенка не всегда соответствует стенке трубы. Например, в реакторе синтеза аммиака катализатор помещен между множеством узких трубок, параллельных оси большой трубы (диаметр 1,5 м) эта труба и является в данном случае трубчатым реактором . Такое устройство реактора дает возможность регулировать температуру по всему сечению аппарата, а не только по его периметру. При этом предположение об однородности условий но всему сечению реактора становится более оправданным. Мы будем исследовать только стационарные режимы такого рода одномерных реакторов, для которых единственной независимой переменной является расстояние от входа в реактор. Более сложные задачи связаны с чрезвычайными математическими трудностями и до сих пор изучены плохо. Действительно, в то время как реактор идеального смешения описывается алгебраическими или трансцендентными уравнениями в стационарном режиме и [c.255]

Примером колонного реактора адиабатического тина с неподвижным слоем катализатора является реактор для синтеза этилового спирта прямой гидратацией этилена. Вследствие положительного теплового эффекта реакции темиература газового потока повышается при прохождении через реактор, однако она пе превышает допусти- [c.281]

Разнообразные промышленные методы, а их к концу второй мировой войны насчитывалось в США пять, отличаются друг от друга в первую очередь по тому, каким образом осуществляется соприкосновение бутана -с катализатором. Из пяти методов в двух используют реакцию в газовой фазе и в трех в жидкой. При газофазных процессах смесь -бутана и хлористого водорода пропускают над неподвижным слоем катализатора. [c.522]

Так же как для неподвижного слоя, иод линейной скоростью потока в псевдоожиженном слое понимают скорость в свободном сечении аппарата (или скорость фильтрации). Истинная линейная скорость в пустотах между частицами будет больше. [c.70]

Поскольку потеря напора в неподвижном слое определяется различной зависимостью для ламинарного и турбулентного реи има. [c.72]

Адсорберы с неподвижным слоем адсорбента представляют собой вертикальпые либо горизонтальные пустотелые аппараты, занолнеп-пые слоем зернистого адсорбента. [c.258]

При обработке экспериментальных данных по внешней теплопередаче в неподвижном слое используется фактор теплопередачи аналогичный фактору (см. раздел 1.3). Тепловой поток между поверхностью с температурой и ядром потока с температурой Т равен [c.141]

Этот процесс, первым внедренный в промышленность, будет описан подробно как пример метода, использующего неподвижный слой катализатора (рис. 97). [c.523]

Как уже упоминалось, классический метод получения изопропилового спирта в жидкой фазе имеет ряд недостатков. Так, потери кислоты довольно значительны, а расходы на ее регенерацию существенны. Кроме того, большие затруднения вызывает коррозия оборудования. Поэтому были проведены многочисленные опыты по прямо.му ирисоединению воды к олефинам на неподвижном слое [c.60]

Проблемы численного решения полной системы уравнений в частных производных, описывающей неподвижный слой катализатора, обсуждаются в приведенной выше статье Бика. Уравнения массо- и теплопереноса в цилиндрическом слое сферических частиц с реакцией, описываемой линеаризованным кинетическим выражением, решены в работе [c.301]

В действительности, однако, вопрос об устойчивости адиабатического слоя более сложен. Если он представляет собой неподвижный слой катализатора и существует заметное сопротивление внешней массопередаче к поверхности зерен катализатора, то возникают новые проблемы устойчивости, так как каждое зерно может работать в высокотемпературном или низкотемпературном режиме. При некоторых условиях стационарный режим слоя зависит от начального состояния при пуске реактора. Этот вопрос исследован Амундсоном и Лю (см. библиографию на стр. 252), но подробное его изложение выходит за рамки настоящей книги. [c.249]

Вопросы расчета реакторов с неподвижным слоем хорошо изложены в обзорной статье Бика, указанной в библиографии к главе I (см. стр. 13). Все упомянутые там общие руководства уделяют определенное внимание этой проблеме. В частности, многие вопросы, выходящие за рамки этой книги, рассматриваются в книге Петерсена. [c.301]

Другие проблемы возникают при исследовании реакторов с неподвижным слоем мелких частиц катализатора. Профиль скоростей становится при этом более однородным, однако вследствие нерегулярности упаковки слоя возможно образование каналов со сравнительно высокой скоростью потока. В то же время обтекание потоком твердых частиц приводит к довольно интенсивному поперечному и некоторому продольному перемешиванию потока. Дополнительно к проблемам теплопередачи через стенку трубы в этом случае возникают проблемы, связанные с переносом тепла от потока к поверхности твердых частиц и внутри зерен катализатора (см. главу VI). Здесь мы будем предполагать, что имеется квазигомогенное кинетическое выражение для скорости реакции, отнесенной к единице объема реактора, которым можно пользоваться при расчетах. [c.255]

Таким образом, при исследовании как гомогенных реакторов, так и реакторов с неподвижным слоем твердых частиц желательно учесть влияние продольной диффузии конечно, в пределе Е - оо мы получим реактор идеального смешения. [c.292]

Раздел IX.2. О перепаде давления в неподвижном слое см. [c.301]

Раздел IX.4. Вопросы однородности неподвижного слоя рассматриваются в работе [c.301]

Выбранные условия ведения процесса гидроочистки способствуют подавлению реакций дегидрирования, конденсации и уплотнения, поэтому катализатор способен выдержать цикл работы без регенерации длительное время (например, при гидроочистке прямогонного сырья более 8 тыс. ч), что позволяет осуществлять процесс в проточном, циклично действующем реакторе с неподвижным слоем катализатора. [c.81]

Там же дан обзор современного состояния проблемы расчета реакторов с неподвижным слоем. [c.301]

В. С. Б е с к о в, В. П. К у 3 U н, М. Г. С п и п ь к о, Моделирование химических процессов в неподвижном слое катализатора. Радиальный перенос вещества и тепла. Хим. пром., № 7, 508 (1964). [c.302]

Для продольного переноса такие допущения можно сделать, по-видимому, лишь после числового сравнения весовых долей, вносимых каждой составляющей в уравнении диффузионной модели. В частности, теоретические исследования по выявлению влияния продольного переноса, проведенные применительно к реакторам с неподвижным слоем катализатора [131, показывают, что при числах Ре > [c.66]

Вопрос об устойчивости неподвижного слоя с учетом множественности стационарных режимов отдельных частиц рассмотрен в работах [c.303]

Применяя ячеистую модель с застойными зонами и с упаковкой по схеме двухмерной сетки для расчета реактора с неподвижным слоем катализатора и протекающей в нем [c.96]

Уравненио (57) выведено применительно к неподвижному слою катали.затора. При определении потерн напора в движущемся слое уравнение (57) применимо ири условии, что под скоростью движения потока следует понимать относительную скорость. В случае противоточного пли прямоточного дви/кения газового потока и катализатора [c.65]

Накопленный опыт эксплуатации установок гидроочистки свидетельствует о целесообразности проведения в реакторе с неподвижным слоем и регенерации катализатора. [c.81]

Реакторы с неподвижным слоем Реакторы с псевдоожиженным слоем [c.10]

Вопросы, рассматриваемые в этой главе, излагаются более подробно и на более высоком уровне в книге Петерсена Анализ химических реакций (см. библиографию, стр. 147). Здесь мы сможем только обсудить простейшие случаи и указать их связь с обш,ей проблемой анализа химических реакторов. В предыдущих главах для описания процесса мы нсио.тхьзовали функцию г (I, Т), которая определяет скорость-реакции в единице объема реактора. Применение этой функции, безусловно, оправдано в случае гомогенного процесса. Однако было бы желательно сохранить тот же способ описания и при расчете гетерогенных процессов, таких, как каталитические газофазные реакции в неподвижном слое таблетированного катализатора. В разделе VI. обсуждаются связанные с этим вопросом трудности и ограничения. Многих затруднений можно избежать, введя понятие об определяющей стадии (раздел VI.2). В последующих разделах будут исследованы некоторые характеристики процессов адсорбции (раздел VI. 2), внешней массопередачн (раздел VI.3) и внутренней диффузии (раздел VI.4). Затем мы постараемся обобщить эти явления (раздел VI.5) и вкратце остановимся на некоторых эффектах, связанных с конечной скоростью теплопередачи (раздел VI.6). Структура главы показана на рис. VI. . [c.119]

Существует два основных метода охлаждения реагирующей смеси между стадиями адиабатического процесса. С конструктивной точки зрения проще всего смешивать реагенты с байпасной частью исходной смеси. Не обязательно использовать холодное сырье можно вводить в реактор холодное инертное вещество, разбавитель нли смесь какого-либо иного состава. Например, в процессе окисления двуокиси серы используется подача холодного воздуха. В любом случае недостатком такого метода является то, что реагирующая смесь, в которой уже достигнута некоторая степень превращения, разбавляется пепрореагировавшим веществом. Альтернативным методом является охлаждение в промежуточном теплообменнике, где состав реагирующей смеси совсем или почти не меняется. Для каталитических реакций скорость процесса в отсутствие катализатора пренебрежимо мала поэтому, скажем, из реактора с неподвижным слоем газовый поток можно направлять во внешний теплообменник, а затем возвращать в следующий адиабатический слой без заметного изменения степени полноты реакции. В гомогенно-каталитическом процессе реакция может происходить и в теплообменнике, тогда теплообменник можно рассматривать как неадиабатический трубчатый реактор. [c.216]

Го.у.огенный реактор Реактор с неподвижным слоем [c.254]

Число Пекле, характеризующее поперечное перемешивание потока, находится, как отмечалось выше, в пределах от 8 до 15. В то же время продольное число Пекле примерно равно 2, откуда следует, что эффективный коэффициент продольной диффузии в 4—7 раз превышает эффективный коэффициент поперечной диффузии Е . Простые рассуждения показывают, почему это так. Свободный объем неподвижного слоя состоит из относительно больших пустот, соединенных узкнмп каналами. Например, при правильной ромбоэдрической упаковке сферических частиц доля свободного объема в плоскости, проходящей через центры сфер, составляет 9%. Если разделить слой между двумя такими плоскостями на три части, то доля свободного объема в средне трети будет равна 41 %, а в верхней и нижней третях — 18% при средней доле свободного объема 26%. Поэтому можно представить, что реагенты быстро перетекают из одного свободного объема в следующий, и ноток проходит как бы через цепь последовательно соединенных реакторов идеального смешения. В разделе VII.8 мы видели, что мгновенный импульс трассирующего вещества, введенного в первый реактор последовательности реакторов идеального смешения с общим временем контакта 0, размывается в колоколообразное распределение со средним временем [c.290]

Прежде всего трубчатые реакторы можно разделить на аппараты с пустыми трубами и аппараты с неподвижным слоем твердых частиц. Если реакция сопровождается тепловым эффектом, то ее ход будет зависеть от скорости теплопередачи через стенку трубы. Если внешняя стенка трубы теплоизолирована, то мы имеем дело с адиабатическим трубчатым реактором, рассмотренным в предыдущей главе. Если тепло реакции отводится или подводится через стенку, то сразу возникает проблема теплопередачи от реагп- [c.254]

Эрган показал (см. библиографию на стр. 301), что зависимость коэффициента сопротивления в неподвижном слое от числа Рейнольдса [c.259]

Условия процесса могут быть постоянными по всему сечению реактора только при хорошем поперечном перемешивании реагирующей смеси. Последнее обычно описывается эффективным коэффициентом поперечной диффузии Е . В неподвижном слое поперечное перемешивание вызывается разделением и слиянием потоков при обтекании твердых частиц. Анализ этого процесса с помощью метода случайных блужданий приводит к значению радиального числа Пекле Ре = vdJE , равному — 8. В многочисленных экспериментальных исследованиях в неподвижных слоях без химических реакций были найдены числа Пекле от 8 до 15 причем при Ке > 10 число Пекле не зависит от числа Рейнольдса. Это подтверждает предположение о том, что поперечное перемешивание является чисто гидродинамическим эффектом. Числа Пекле для переноса тепла те же, что и для переноса вещества, а это говорит о пренебрежимо малой роли твердых частиц в процессе поперечной теплопроводности. С уменьшением числа Рейнольдса ниже 10 число Пекле сначала возрастает, но затем начинает уменьшаться, так как при [c.263]

Другого рода проблемы устойчивости возникают в реакторах с неподвижным слоем катализатора в связи с процессами тепло- и массопереноса от потока реагирующих веществ к поверхности частиц катализатора. Это вопросы термической устойчивости стационарного режима отдельной частицы. Мы рассмотрим только простейший случай. Предположим, что вещество А вступает в реакцию первого порядка и внутридиффузионное торможение процесса отсутствует. Тогда концентрация вещества А у активной поверхности (с) будет отличаться от его концентрации в объеме (с), и скорость реакции будет определяться квазигомогепной кинетической зависимостью (см. раздел VI.2) [c.285]

Если М мало, т. е. реакция протекает медленно, то разложение обеих частей этого соотношения в ряд по М дает N = /2. Но для неподвижного слоя, как мы видели, = 2Ы(1 , так что N равно числу частиц по длине реактора, и мы снова приходим к модели ячеек идеального смешения между каждым горизонтальным слоем твердых частиц. На рис. IX.24 представлена завпсимость PJ2N от 2М Р , из которой видно, что даже при очень высокой скоростп реакции М = ЪР число N уменьшается лишь до PJi. [c.297]

Исторически первой теорией массопередачн была пленочная теория Нерн-ета [1], предположившего, что к поверхности твердого тела прилегает неподвижный слой жидкости, массопередача в котором носит стационарный характер. Эти предположения сразу же приводят к выводу о линейном распределении концентрации в гипотетической пленке и прямой пропорциональности между потоком массьг (/) и коэффициентом молекулярной диффузии (О). Теория Нернста, однако, не дает возможности определить величину /, поскольку она не позволяет вычислить толщину плепки. [c.169]

Процесс "Бендер" используется для очистки газовых бензинов и эензинов прямой гонки и термодеструктивных процессов, а также ре активного топлива от меркаптанов при малом их содержании в сьсрье (не более 0,1 %). Очистка заключается в превращении меркаптанов в менее активные дисульфиды на неподвижном слое катализатора — сульфида свинца. Очищаемое сырье смешивается в смесителе с воздухом и циркулирующим раствором щелочи, нагревается до температуры 30 — 60 °С (в зависимости от типа сырья) и [c.168]

Пример 3, Рассчитать радиальный коэффициент теплопроводности в реакторе с неподвижным слоем гранулированного катализатора и проходящим через него жидкостным потоком реакционной смеси. Теплопроводность жидкой фазы и материала катализатора соответственно равна Хр = 0,147 ккал/м ч град, = = 0,043 ккал/м ч град. Порозяость насадки катализатора е = = 0,35. Радиальный коэффициент цереиоса вещества слоя катализатора Dj. = 5,5 10 м /ч. Плотность жидкой фазы р = = 1060 кг/лЗ, ее теплоёмкость Ср = 0,461 ккал/кг град. [c.71]

Ячеистая модель в виде совокупности последовательно соединенных ячеек-реакторов полного смешения во многих случаях, особенно для реакторов с насадкой и жидкостньш потоком, не дает удовлетворительных результатов при объяснении как явлений переноса веш е-ства, так и скорости химического процесса. В частности, с помош ью ее не удается объяснить для таких реакторов сильно асимметричный характер кривых дифференциальной функции распределения времени пребывания. Поэтому был предложен ряд ячеистых моделей реакторов с неподвижным слоем катализатора (насадки) [52—54, 83, 101, 109, 123, 1291. [c.95]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология