Каталитические реакторы лабораторные

Проточные интегральные реакторы, обычно заполненные катализатором трубки, аналогичны аппаратам, применяемым в промышленности, и по условиям своей работы близки к ним. Это имеет существенное значение в прикладных исследованиях, когда кроме чисто химических и расчетных данных необходимо выявить технологические особенности процесса, получить образцы целевого продукта, сведения о длительности работы катализатора и качества целевого продукта и т. п. Поэтому стадия модельной установки с проточным реактором является практически необходимой в разработке промышленных гетерогенно-каталитических процессов. Целесообразно использовать эти реакторы для получения данных по кинетике, необходимых для расчета и проектирования промышленных реакторов. При применении современной машинной вычислительной техники постановка опытов на проточных интегральных реакторах может дать большой объем информации, позволяющий составить математическое описание процесса с большой степенью надежности и тен самым решить задачу перехода от лабораторного или пилотного реактора к промышленному любой схемы и конструкции, в том числе и к оптимальному. [c.402]

Основная проблема расчета реакторов с псевдоожиженным слоем состоит в переходе от лабораторных моделей к аппаратам больших размеров дело в том, что результаты, полученные при экспериментальных исследованиях, часто не воспроизводятся на установках промышленного масштаба. Особый интерес в аспекте масштабного перехода представляют высота и диаметр слоя, расход газа, тип используемого газораспределительного устройства — факторы, наиболее существенные для работы каталитических реакторов с газовым псевдоожижением. [c.366]

Глубокое понимание существа гидродинамических явлений, происходящих в слое, является определяющим для правильного анализа результатов эксперимента в лабораторных и промышленных каталитических реакторах и создания для них удовлетворительной модели . Приведенные в данной главе материалы дают основные представления о гидродинамике в объеме, необходимом для понимания особенностей протекания каталитических процессов во взвешенном слое. Существует несколько модификаций взвешенного слоя в конических аппаратах, в поле центробежных сил, фонтанирующий слой и др. Здесь будет рассмотрен наипростейший вариант слоя — свободный взвешенный слой в цилиндрических аппаратах. [c.15]

При втором методе для математического описания используют эмпирические (формальные) математические зависимости. Было показано что теория подобия не применима к процессам, протекающим в химических реакторах. Отсюда формальные эмпирические соотношения, выведенные для лабораторных установок, нельзя использовать для расчета промышленных реакторов. Таким образом, второй метод мало применим к задаче оптимизации каталитического реактора при проектировании. [c.22]

Метод математического моделирования заключается в том, что явления, протекающие в заданном объекте, и их взаимосвязь количественно описываются системой математических уравнений, которая и представляет собою математическую модель объекта. Для каталитических реакторов математическая модель в общем случае должна включать в себя всю систему уравнений кинетики, макрокинетики, гидродинамики и теплообмена, которым посвящены главы I —П1 и VI. Численные значения коэффициентов модели могут меняться при изменении масштаба реактора, но структура модели остается неизменной. Значения коэффициентов модели, таких, как кинетические константы, коэффициенты диффузии и тепло- и массопереноса могут определяться как экспериментальным путем при лабораторных или стендовых исследованиях, так и расчетно-теоретическим путем. При наличии модели и известных значениях коэффициентов с применением ЭВМ могут быть исследованы различные варианты реактора для заданного процесса и проведена его оптимизация. [c.260]

Первый том двухтомного издания, характеризующего современное состояние и экономику разнообразных каталитических производств в ряде зарубежных стран, посвящен описанию крупнотоннажных каталитических процессов гидрообработки нефтяного сырья, риформинга, производства полиэтилена и полипропилена, получения окисн этилена и дихлорэтана, карбонилирования метанола в уксусную кислоту, Особое внимание уделено переходу от лабораторного получения катализаторов к их промышленному производству, а также методам испытаний катализаторов в лабораторных и опытно-промышленных реакторах. Авторы — ведущие специалисты химических и нефтехимических фирм США. [c.5]

При расчете реактора используются опытные данные по каталитическому крекингу сырья на пилотной или лабораторной установке с циркуляцией катализатора, а также данные практики эксплуатации заводских крекинг-установок. [c.246]

Однако сложность гидродинамической обстановки в аппаратах взвешенного слоя предопределяет особый подход к их моделированию. Существующие модели реактора со взвешенным слоем отличаются различными степенями его идеализации. При обработке результатов исследования каталитических процессов на лабораторном реакторе используют два пути 1) считают, что лабораторный реактор подобен промышленному, тогда возможно сделать масштабный переход на основе теории подобия 2) на основании принятой модели структуры слоя составляют систему дифференциальных уравнений материального баланса элемента слоя, для которой ряд коэффициентов определяется на основании лабораторных исследований. [c.115]

Настоящая книга, как уже упоминалось, ставит своей задачей рассмотрение проблем, возникающих при проектировании реакторов, и призвана облегчить проектировщику понимание данных, поступающих к нему от химика, исследующего каталитическую реакцию в лабораторных условиях. Очевидно, что способ описания [c.121]

На завершающем этапе каталитических исследований но построению модели зерна испытываемого катализатора и оценке его параметров проводились контрольные опыты в проточном лабораторном реакторе. Они необходимы для подтверждения надежности полученных ранее результатов на проточно-циркуля-ционных микрокаталитических установках. При этом для оценки параметров также использовалась импульсная техника. [c.168]

ГЛАВА 3 ЛАБОРАТОРНЫЕ РЕАКТОРЫ ДЛЯ КАТАЛИТИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИИ [c.50]

За последние 10 лет развитие экспериментальных и математических методов дало новые стимулы к разработке более совершенных лабораторных реакторов для каталитических исследований. Публикуется много работ о новых реакторах общего и специального назначения, но обзорных статей, охватывающих эту проблему в целом, в литературе мало. [c.52]

В промышленных исследовательских центрах фирм лабораторные реакторы используют ири поиске наиболее экономичного катализатора для установок крупного масштаба. С помощью лабораторных реакторов решается и другая задача — поиск оптимальных условий эксплуатации катализатора в промышленных реакторах. Важнейшими применениями лабораторных реакторов в промышленности являются испытание катализаторов и нахождение математических моделей — кинетических уравнений каталитического процесса. Эти две задачи взаимосвязаны. [c.52]

Планирование эксперимента выполнялось симплексным методом в пятифакторном пространстве [3]. В качестве критерия оптимизации была выбрана каталитическая акт ивность образцов никель-медного катализатора марки НКО-2 с различными параметрами приготовления, оцениваемая по степени превращения кислорода в реакции гидрирования при температуре 80"С. Для определения активности образцов катализатора использовали проточную лабораторную установку с четьтрехканальным реактором. [c.107]

Серебряные катализаторы, приготовленные для производства окиси этилена, подвергают химическому анализу, исследуют их физические свойства и испытывают в лабораторном реакторе их каталитическую активность. [c.240]

Каталитический крекинг очищенного сырья. Опыты по каталитическому крекингу вакуумных газойлей из чекмагушской и арланской нефтей, подвергнутых гидроочистке до различной глубины, осуществлялись на лабораторной установке с реактором [c.199]

Альтернативной проблемой является разработка программ для моделирования действующих реакторов, либо для оценки активности катализатора и работы в течение пробега, либо для точного определения мест повреждения, например, механического повреждения внутри реактора. В ряде случаев использованы варианты симплексного способа для обработки методом наименьших квадратов часто противоречивых данных, полученных из заводских записей. Та же техника наименьших квадратов используется (исследование Портера и Сноудона) для анализа и обработки лабораторных данных по кинетике новых или улучшенных катализаторов — непрерывное упражнение, которое, в конечном счете, отражается в передовых программах, описанных в предыдущих разделах, и в подобных программах для друг их реакций. Поэтому на всех стадиях, от лаборатории до стандартной обработки требований потребителя, при анализе каталитических проблем все более широко используются возможности цифровой вычислительной машины, а также новой техники, развитой с использованием ее преимуществ. Это составляет, возможно, выдающуюся черту современной технологии. [c.193]

IV, VI, VII, VIII и XI. В остальные главы внесены существенные изменения и дополнения. В данное издание не включена глава о лабораторных исследованиях катализаторов и глава о статистической обработке экспериментальных данных в связи с выходом ряда монографий и учебных пособий по этим вопросам. По той же причине сокращен объем главы об оптимизации каталитических реакторов. Таким образом, настоящее издание в значительной мере надо рассматривать как новую книгу. [c.3]

В [52] на основании лабораторных исследований грунтов на крупномасштабных моделях показано изменение горизонтального давления на стенку от ее перемещения. Как видно из рис. 4, даже при незначительном перемещении стенки Л до 0,5 мм коэффициент бокового давления = Оз/я резко уменьшается. При последующем увеличении смещения влияние бокового распора сыпучего тела прекращается и наступает период, когда часть сыпучего материала начинает скользить в направлении к стенке. В этом случае на нее будет действовать активное давление. В каталитических реакторах абсолютные значения температурных расширений стенок на порядок выше. Перемещения стенок также имеют место при работе реакторов в непостоянном температурном режиме (рабочий цикл — регенерация, пуск — остановка и др.). Было замечено, что в реакторах каталитического крекинга после нескольких пусков и остановок, т. е. при незначительных расширениях и сжатиях слоя, частицы катализатора в определенных зонах слоя уплотнялись и в ряде случаев подвергались повышенному истиранию [53] по лпниям активного и пассивного давлений. Авторами [54] при исследованиях высоких слоев сыпучего материала было установлено, что величина сил трения между частицами стремится к максимальному значению у стенки емкости и к минимальному — в ее центре, что приводит к перераспределению по сечению горизонтальных и вертикальных давлений. В связи со строительством крупнотоннажных зернохранилищ, цементохранилищ, коксовых башен исследуется проблема взаимодействия сыпучего материала со стенкой емкости из-за возникновения в последней по высоте и по диаметру неоднородных растягивающих, изгибающих и температурных напряжений [39, 55, 56]. Интересными являются исследования взаимодействия сыпучего материала и податливых стен силосов [c.34]

Как преподаватели и как исследователи в области химии поверхности и химической технологии мы остро ощущали необходимость в учебнике, в котором были бы сконцентрированы все основные положения о гетерогенном катализе, где вопросам эксперимента уделялось бы такое же внимание, как и теоретическим принципам, где рассматривались бы в равной степени пеметал.пы, окислы и металлические катализаторы и, наконец, где были бы рассмотрены все практические аспекты гетерогенного катализа — от лабораторных опытов до вопросов проектирования каталитических реакторов. Мы убеждены в том, что студенты и молодые исследователи, для которых в первую очередь и предназначена эта книга, должны знать о методах получения эксиериментальных данных столько же, сколько они должны знать о различных теориях, обобщающих результаты этих экспериментов. Именно поэтому в книгу включена большая глава, посвященная экспериментальным вопросам исследования катализа и адсорбции. Все другие главы и приложенные к ним списки литературы построены в известной степени произвольно, и мы надеемся, что они изложены достаточно кратко. [c.7]

Пвсле того как определены тип катализатора и способ его приготовления, необходимо решить, как следует проверять его каталитические свойства. Известны два разных подхода. Первый состоит в том, что создают лабораторный реактор, который максимально напоминает предполагаемый промышленный реактор. Однако в таком реакторе практически невозможно определить истинную скорость и получить другие кинетические данные. Обычно предпочтительно начинать с испытаний в лабораторном микрореакторе, предназначенном не для моделирования заводского реактора, а для исследования кинетики реакции и ее механизма. Это дает возможность лучше понять реакцию и одновременно испытать различные катализаторы. [c.11]

При подготовке нового издания, в связи со значительным развитием исследований в области теоретического и приклад-ного катализа и математического моделирования каталитических процессов и реакторов, авторам пришлось фундаментально переработать книгу и внести в нее ряд важных дополнений. Заново написаны или полностью переработаны главы III, IV, VI, VII, VIII и XI. В остальные главы внесены существенные изменения и дополнения. В данное издание не включена глава о лабораторных исследованиях катализаторов и глава о статистической обработке экспериментальных данных в связи с выходом ряда монографий и учебных пособий по этим вопросам. По той же причине сокращен объем главы об оптимизации каталитических реакторов. Таким образом, настоящее издание в значительной мере надо рассматривать как новую книгу. [c.3]

В промышленности широко используется проведение реакций в струе газа, проходящего через реактор, который может быть или пустым, играя роль только области, где поддерживается постоянная температура, или заполненным слоем зер-неного катализатора. Примерами реакций, осуществляемых в потоке в промышленных масштабах, могут служить реакции термического и каталитического крекинга нефтепродуктов, каталитического алкилирования, иолимеризации, гидро- и дегидрогенизации углеводородов, дегидратации и дегидрогенизации спиртов, гидратации олефинов, галоидирования, нитроваиия охислами азота, синтеза аммиака, получения серной кислоты контактным способом, синтеза моторного топлива н т. п. Поэтому и лабораторные опыты по изучению кинетики многих в.ажных широко применяемых в промышленности реакций проводятся также в потоке. Вследствие того, что реакции этого типа проводятся обычно при постоянном давлении и сопровождаются в большинстве случаев изменением объема участвующих в реакции веществ, уравнения кинетики этих процессов должны отличаться от уравнений, выведенных выше для условия ПОСТОЯННОГО) объема. Кроме того, и сам метод расчета кон-стаит скоростей реакций, протекающих в потоке, должен отличаться от методов расчета констант скоростей реакций,осуществляемых при постоянном объеме, так как очень трудно определить время пребывания реагирующих веществ в зоне реакции (так называемое время контакта). [c.48]

При изучении каталитического крекинга приходилось считаться с тем, что температуры глубокого крекинга лежат в пределах 400—500, а температура регенерации глипы — в пределах 500—600 С. Так как сырье подавалось на уже нагретую до температуры опыта глину, то глина в наших экспериментах неизбежно должна была нагреваться до 500 и при этом активироваться и обезвоживаться под влиянием тенла. Данное обстоятельство заведомо нарушает условия тепловой активации, подобранные С. В. Лебедевым глину сушили при 100—120 °С, а затем переносили в трубчатый реактор, в котором ее температура в течение 2—3 ч повышалась до температуры опыта, т. е. до 400—500 °С. Этот режим теплового активировапия определялся конструкцией и электрическими параметрами лабораторной установки (время нагрева глины), а также температурным режимом исследуемого процесса. При регенерации температура глины в течение 1 ч повышалась до 550 С и затем медленно снижалась до исходной величины. [c.82]

Выполненные исследования дали возможность разработать конструкцию лабораторной установки нарофазного каталитического крекинга с порошкообразным катализатором. В результате испытаний нескольких конструкций выбрана и смонтирована лабораторная установка периодического действия (рис. 3), с попеременно осуществляющимися п одном реакторе (рис. 4) процессами каталитического крекинга сырья и регенерации катализатора. Сы))Ь( из бачка через бюретку 1 (см. рис. 3) обеспечивающую постоянную iKdjio Tb дозирования сырья, подаетсн в испаритель, где оно испаряется н нары нагреваются до температуры реакции. Нагретые пары постугглют в нижнюю часть реактора 2 иод слой катализатора и, проходя скао ь слой, приводят его в состояние кипения. [c.165]

Круг проблем, затронутых в данном сборнигге, чрезвычайно широк. Теоретически и экспериментально показано, что каталитические системы обладают сложным динамическим поведением (автоколебания, неединственность и неустойчивость стационарных состояний и т. п.). На основе анализа динамических свойств измерительной аппаратуры найдены критерии, позволяющие выбирать конструктивные характеристики лабораторных реакторов для изучения каталитических реакций в нестационарных условиях. [c.4]

Кинетическая модель процесса представляет собой систему ин-тегродпфференциальных и алгебраических уравнений, которые передают количественную динамику каталитического цикла и воздействие реакционной среды на катализатор. Поэтому, обладая такой моделью, можно прогнозировать состояние катализатора ири различных условиях изменения состава и температуры газовой фазы. Маловероятно, что только на основе экспериментальных данных будут оиреде.пены оптимальные нестационарные условия каталитического процесса, тем более, что на практике предстоит поместить катализатор в реактор, где иные условия в сравнении с лабораторными. [c.226]

Схема лабораторной установки каталитического крекинга изображена на рис. б4. Реактор изготовлен из трубки тугоплавкого стекла или легированной стали диаметром 25—35 мм, высотой 550—600 мм. Нижняя часть его заполнена стеклянной насадкой (кусочки фарфоровых трубок), на которую насыпан слой катализатора желаемой высоты, затем снова слой фарфоровой насадки. Назначение верхнего слоя насадки — обеспечить испарение сырья, подаваемого в реактор. В середине реактора расположен карман для термопары. Реактор снабжен электрообогревом. Нагревательная печь 5 сделана с одной стороны (ио вертикали) разъемной для извлечения реактора. Головка реактора крепичся иа резьбе и снабжена патрубком, присоединяющимся к выходной лииии насоса. Во время регеиерации ката.пизатора патрубок [c.151]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология