Каталитический реакторы тепло и массообмен

Конечная цель технологического расчета каталитического реактора — определение объема катализатора, необходимого для достижения заданной степени превращения, и выбор геометрических размеров аппарата и его важнейших узлов, при которых достигается наибольшая эффективность проведения процесса. Как и для любого массообменного аппарата, при расчете реактора возникают задачи определения выхода продуктов, скоростей процесса, количеств и составов проходящих через него материальных потоков, расхода сырья, тепла и других производственных затрат. [c.253]

При расчете реактора необходимо учитывать все факторы, обусловливающие протекание каталитических реакций требуется совместное решение системы уравнений химической кинетики, тепло- и массообмена, гидродинамики. Ввиду невозможности такого решения принимается упрощенная, рассмотренная ранее диффузионная модель и учитываются взаимоотношения между массообменом и кинетикой реакции. В дальнейшем описаны различные случаи. [c.177]

Использование каталитических реакторов, тепло- и массообменных аппаратов конструкции "ФАСТ ИНЖИНИРИНГ" для переработки ПГ и ПНГ в жидкие углеводороды и СМТ позволяет создать эффективное производство на любую заданную производительность. При этом полностью исключается потребление кислорода, примерно в 2 — 5 раз уменьшаются капитальные вложения (в зависимости от мощности установки), на 30 — 50 % сокращается потребление энергоресурсов и значительно снижаются вредные выбросы в окружаюшую среду. Себестоимость получаемых моторных топлив будет ниже аналогичных, пол щаемых из нефти, а качество выше. В СМТ будет отсутствовать сера, ароматические соединения. Наличие в СМТ эфиров и других оксигенатов повышает октановое число, обеспечивает большую полноту сгорания топлива и уменьшает выброс вредных компонентов в окружающую среду. [c.56]

Устойчивость реакторов с полным перемешиванием для гомогенных процессов являлась предметом изучения многих исследователей. Система в этом случае описывается обыкновенными дифференциальными уравнениями первого порядка. В случае гетерогенных каталитических процессов задача сильно усложняется. Модель реактора с неподвижным слоем катализатора рассматривали Лин Шин-лин и Амундсон Анализировался адиабатический реактор, в котором отсутствует радиальный тепло- и массоперенос. Выло принято также, что тепло- и массоперенос в осевом направлении осушествляются только за счет вынужденной конвекции. Скорость потока считалась равномерной по всему сечению реактора, а влияние длины реактора и изменения температуры на скорость потока — пренебрежимо малыми. Тепло- и массообмен происходил на пористой поверхности зерен катализатора. Исследовалась необратимая реакция первого порядка типа А—-В. Более сложные реакции также могут быть рассмотрены с помошью этого метода без введения дополнительных параметров. Полученная система дифференциальных уравнений была решена методом характеристик. [c.262]

Динамические характеристики. Из-за внешних воздействий и (или) изменений внутренних свойств каталитического процесса и реактора температурные и концентрационные поля в слое катализатора меняются во времени. При этом, как уже отмечалось, те параметры, влияния которых в стационарном режиме можно было не учитывать, часто оказываются существенными в нестационарном процессе. К таким параметрам можно отнести, например, эффективную диффузию вещества вдоль слоя катализатора, массоемкость и теплоемкость слоя, неравнодортупность наружной поверхности зерна, внешний тепло- и массообмен. В стационарном режиме значительное число факторов воздействует на состояние системы независимо и часто аддитивно. Это позволяет попользовать более узкие модели и эффективные параметры, отражающие суммарное влияние этих факторов. В нестационарном режиме степень влияния этих факторов может быть ииой и, кроме того, сильно зависеть от состояния системы. Влияние этих факторов необходимо учитывать порознь. Так, например, дисперсию тепла вдоль адиабатически работающего слоя катализатора в стационарном режиме вполне достаточно представить коэффициентом эффективной продольной теплопроводности. В нестационарном режиме это недопустимо — необходимо учитывать раздельно перенос тепла по скелету катализатора, теплообмен между реакционной смесью и наружной поверхностью зерна и иногда — перенос тепла внутри пористого зерна. Из-за инерционных свойств в нестационарном режиме имеют место большие, чем в стационарном режиме, градиенты температур и концентраций на зерне и в слое катализатора, что приводит, например, к отсутствию пропорциональной зависимости между температурой и степенью превращения, пепродол5кительному, но большому перегреву у поверхности зерна с наилучшими условиями обмена. Сдвиг по фазе между температурными и концентрационными полями иногда приводит к возникновению колебательных переходных режимов и даже устойчивых предельных циклов. Это мо- [c.77]