Конструирование реакторов

Строительство новых установок потребовало пересмотра основных принципов проектирования. В настоящее время новые установки строятся для производства главным образом автомобильного бензина, а не авиационного. Задача современной нефтепереработки заключается в производстве базовых компонентов бензина, обладающих необходимыми пределами выкипания, для непосредственного введения в автомобильные бензины без вторичной перегонки. Новые идеи в конструировании реакторов, новые методы ректификации, многочисленные упрощения процесса, основывающиеся на накопленном опыте, и новые методы, обеспечивающие более экономичную и в то же время безопасную работу, привели к значительному усовершенствованию установок. Эти успехи позволили создать установки, требующие сравнительно небольших удельных капиталовложений и обеспечивающие рентабельность работы. [c.171]

Для углерода недостаточно применять обозначение (кр.), поскольку кристаллический углерод может существовать в двух различных модификациях -в виде алмаза или графита.] Требуется выяснить, будет ли в этой реакции выделяться теплота, которую следует учесть при конструировании реактора. Подобный синтез никогда не проводился (и, по-видимому, никогда не будет осуществлен), но тем не менее можно получить ответ на поставленный вопрос, используя данные о теплотах некоторых легко осуществляемых реакций. Теплотой сгорания вещества, содержащего С, N, О и Н, называется теплота реакции данного вещества (в расчете на его одномолярное количество) с достаточным количеством кислорода, продуктами которой являются СО2, N2 и жидкая Н2О. Теплоты сгорания легко поддаются измерению и исторически были первыми теплотами реакций, измерявшимися и табулируемыми систематически. Подробные таблицы теплот сгорания можно найти в специальных термохимических справочниках. Теплоты сгорания метана и алмаза равны [c.92]

Рис. У-7. Функциональные элементы, используемые при конструировании реактора.

Как указывалось в гл. 2, обрыв цепей в жидкой фазе происходит обычно по квадратичному механизму. Однако имеются экспериментальные данные, свидетельствующие о том, что и в жидкой фазе в ряде случаев существенную роль в обрыве цепей, или точнее в определении направления цепных реакций, играет поверхность [7, 8]. В работе [91 приводятся прямые экспериментальные доказательства влияния гидродинамического режима на состав продуктов реакции при цепном окислении пропилена в растворе бензола. Вследствие этого при расчете и конструировании реакторов для цепных процессов могут возникать специфические ситуации, поскольку величины поверхности в единице объема реактора и коэффициента переноса к ней определяют направление реакции и интенсивность теплоотвода [c.103]

Конструирование реактора не поддается шаблону, и для проведения процесса можно предложить много разных конструкций. В поисках оптимальной конструкции не обязательно останавливаться на наиболее дешевой. Реактор может иметь низкую стоимость, однако дополнительная переработка получаемых в нем продуктов будет стоить довольно дорого. Поэтому при проектировании нужно учитывать экономичность всего процесса в целом. [c.19]

Разработка (конструирование) реакторов для гидрокрекинга осложняется необходимостью бороться с теплом экзотермических реакций одним из следующих способов вдуванием холодного рециркулирующего газа впрыскиванием холодной рециркулирующей жидкости чередованием периодов нагрева и охлаждения. [c.141]

Следует отметить, что увеличение вязкости и плотности среды также влияет на скорость диффузии. Диаметр аппарата высота слоя катализатора Н и другие геометрические параметры аппарата и особенно газораспределительной решетки определяют степень неремешивания, поэтому влияют на константу скорости процесса (а, следовательно, и на в процессе) через гидродинамику процесса (см. главу I). При расчете и конструировании реакторов кипящего слоя определяются или выбираются геометрические параметры, соответствующие наибольшей однородности взвешенного слоя при возможно меньшем осевом перемешивании газа (см. главу УП1). [c.89]

Очевидно, что помимо решения чисто научных задач - в первую очередь, достижения ясности в понимании механизма синтеза нанотрубок, необходимы знания, позволяющие перейти к выбору и конструированию реактора для этого процесса, разработке способов очистки продукта от катализатора, регенерации или утилизации компонентов катализатора. [c.46]

Исследовательские реакторы предназначены для изучения различных проблем, касающихся конструирования реакторов и использования энергии распада урана. Кроме того, исследовательские реакторы используются в качестве источников нейтронной радиации. Поэтому они снабжены большим числом каналов, через которые выводятся пучки нейтронов. [c.90]

При конструировании реакторов окончательной поликонденсации требуется учесть целый ряд осложняющих требований. [c.162]

Классификация по виду энергии, необходимой для проведения реакции (термические процессы, электрохимические процессы, фотохимические процессы), по условиям реакции (давление, температура) или фазовым комбинациям реакционных масс. Конструирование реакторов в зависимости от способа действия — периодического или непрерывного. [c.545]

Многозонный трубчатый реактор отличается тем, что в нем по длине реактора с целью повышения его производительности предусматривается несколько точек дополнительного ввода свежей реакционной смеси. От выбора числа таких вводов и мест их расположения существенно зависит производительность реактора. Варьируя длину, диаметры зон реактора и распределение реакционной смеси по вводам, можно значительно увеличить выход полиэтилена. При этом решается задача как выбора оптимального режима, так и оптимального конструирования реактора. [c.93]

Кинетические уравнения и принцип расчета реакторов для гетерогенных процессов определяются также характером перемешивания реагирующих фаз и взаимным направлением их движения. В двухфазных гетерогенных системах для каждой из фаз возможны оба идеальных режима перемешивания — идеального вытеснения и полного смешения. В двухфазных гетерогенных системах могут быть различные комбинации движения реагирующих потоков, например, если обе фазы находятся в режиме, близком к идеальному вытеснению, то возможны их прямоточное, противоточное, и перекрестное направления (см. гл. П, с. 61). Основные виды контакта двух фаз при идеальных гидродинамических режимах показаны на рис. 74. В этой схеме не учтена возможная сегрегация жидкости в системах Ж — Г и Ж — Ж. Идеальные модели положены в основу конструирования реакторов для проведения целого ряда гетерогенных процессов. Кинетика процессов, конструкции применяемых реакторов и методы их расчета определя- [c.155]

Кроме оптимизации режима возникают задачи оптимизации основных конструктивных размеров реактора - диаметра и высоты, размера зерен катализатора и др. Но это вопросы конструирования реактора. [c.158]

Вместе с тем, намеченное развитие технологии каталитической переработки угля связано с рядом технических проблем, известных химикам и инженерам, работающим в области катализа. Они включают контроль селективности и активности, предотвращение или сведение к минимуму отравления, спекания и механического разрушения катализаторов, разработку эффективных операций их регенерации, а также конструирование реакторов с оптимальным тепло- и массопереносом. Вследствие сложности природы угля эти проблемы являются более трудными, чем те, которые встречаются при разработке процессов нефтепереработки. Однако ожидается, что успехи, достигнутые в области катализа за последнее десятилетие, значительно облег- [c.16]

Наиболее важной проблемой в технике работы при высоких давлениях является всегда конструирование реактора для проведения каталитической реакции. Решение этой проблемы, действительно, требует участия специалиста, ибо малейшая ошибка в расчетах может иметь серьезные последствия. Тем не менее химик должен иметь представление об основных принципах расчета, чтобы участвовать в оценке проблем техники высокого давления. [c.39]

При конструировании реактора, работающего в вычисленном оптимальном режиме, необходимо поми.мо оптимального времени контакта г знать и оптимальную линейную скорость потока эти две величины определяют оптимальную длину реактора. Если рассматриваемый процесс протекает в кинетической области, выбор оптимальной линейной скорости потока ау диктуется чисто экономическими соображениями. Надо только найти максимум критерия [c.251]

При расчете и конструировании реакторов или реакторных узлов главная задача, как уже отмечалось, состоит в обеспечении а) условий проведения процесса, при которых выход побочных продуктов будет минимальным б) максимальных значений скоростей реакции в различных стадиях процесса в) надлежащей глубины превращения при минимальном объеме реактора г) простоты эксплуатации д) гибкости системы, минимальных энергетических затрат я др. [c.358]

Как было указано выше, ионный источник монтируется внутри большого вакуумного сосуда. Таким образом, достигается большая свобода при конструировании реактора, выбранного для решения данной задачи. [c.562]

Суммарная величина зазоров реактора 63 = Е2/Е3 = = 3000/(50 + 70) = 60 + 45 мм. Размер межсекционного зазора из условий работы изоляционных прокладок, а также из соображений технологии выбираем равным 3 мм. Следовательно, число продольных разрезов составляет (60 + 45)/3 = 20 + 15. Нри конструировании реактора, исходя из условий механической обработки, организации водоохлаждения, число разрезов было скорректировано на 18. [c.382]

В производстве винилхлорида методом гидрохлорироваиия ацетилена крайне опасны в аппаратах свободные объемы, заполняемые взрывоопасными газами и парами. При разработке конструкций аппаратов большой мощности следует по возможности избегать свободных объемов. Например, при конструировании реакторов большой мощности следует не только увеличивать размеры аппаратов, но и главным образом повышать эффективность каталитического гидрохлорирования ацетилена и других процессов. [c.70]

В настоящее время сфера приложения физики плазмы значительно расширилась и включает в себя проблемы из столь различных областей, как гео(физика и контролируемый термоядерный синтез. Б последние годы бурное развитие теоретических основ этой науки обусловлено главным образом практическими потребностями, связанными с конструированием реакторов термоядерного синтеза. [c.5]

Задача теории конструирования реактора состоит в определении размеров реактора и количества используемого катализатора, необходимых для эффективного превращения в желательный продукт определенного количества вводимых исходных веществ. Этого можно достичь, если выбраны определенные условия, такие, как начальная температура, давление и концентрация исходных веществ, и определен тин используемого реактора. Например, реакторы для периодического или непрерывного процессов могут быть использованы в условиях, когда превращение осуществляется в изотермических или адиабатических условиях. Такие изменения условий проведения процесса определяют требования, предъявляемые к конструкциям, в результате чего размеры реактора будут оцениваться по-разному. Оптимальная конструкция должна быть наиболее экономичной с финансовой точки зрения. Для оптимизации конструкции могут быть использованы снециальные математические методы, такие, как теория динамического программирования, введенная Беллманом [1]. На практике окончательный выбор условий проведения процесса часто делается на основании только немногих вычислений конструкции реактора. Такие вычисления прямо зависят а) от имеющихся кинетических данных, б) от процессов массопередачи и в) от процессов теплопередачи. [c.390]

Выведенные в предыдущих разделах уравнения предназначены для того, чтобы получить численные оценки тех факторов, которые необходимы для расчета газофазных каталитических реакторов с неподвижным слоем твердого катализатора. В результате такого анализа выявилось относительное значение химической реакционной способности, массопередачи диффузией и теплопередачи. Цель анализа заключалась в объединении соответствующих уравнений скорости реакции с уравнениями сохранения массы и тепла. Совместное решение групп таких уравнений дает возможность вычислить концентрационные и температурные профили внутри реактора с неподвижным слоем и, следовательно, оценить размер реактора, в котором можно достичь заданной степени превращения. В этом разделе дается краткое описание подхода к решению расчетных задач, возникающих при конструировании реакторов непрерывного действия. [c.420]

При эскизном конструировании реактора учиты-ваются следующие факторы [c.113]

При рабо9е на гранулированном теплоносителе реактор заполняется сплошным слоем гранул, которые опускаются сверху вниз за счет силы тяжести со сравнительно малой скоростью. При конструировании реактора учитывается наличие ясно выраженных трех зон. [c.108]

Один из авторов (Р. Михаил) преподает с 1952 г. курс химических реакторов в Бухарестском политехническом институте. Принципы построения этого курса были использованы в настоящей работе. Принятая классификация далека от совершенной, но все-такп имеет преимущества в смысле доступности, дпдактпчпостп и возможностп однородной разработки основных задач. В отличие от других работ, посвященных обобщению знаний в рассматриваемой области, эта работа дает возможность вывести закономерности, непосредственно относящиеся к вопросам проектирования и конструирования реакторов. [c.12]

Основные разработки в области конструирования реакторов и испытания катализаторов ведутся в трех направлениях. Первое— изучение реакторов полного смешения. Реакторы этого типа дают возможность изучения кинетики каталитического процесса при высокой степени превращения, уменьшая до минимума концентрационные и температурные градиенты. Второе направление — изучение влияния внутренних и наружных концентрационных и температурных градиентов на гранулах катализаторов на активность и селективность, соответственно. Данное направление широко исследовано Саттерфилдом и Шервудом [1] и Петерсеном [2] позднее был сделан обзор Карбер-ри [3]. Для ряда каталитических систем разработаны критерии определения условий, при которых становятся существенными ограничения по массо- и теплопереносу. Третье направление — создание систем управления и изучения моделей. Оно весьма интенсивно развивается применительно к математической обработке данных по сложным реакционным системам и к конкретным задачам. Читатель может обратиться по этому вопросу непосредственно к обзорам Фромента [4], Викмана [5] и Лапидуса [6]. [c.98]

При выборе или конструировании реактора в данном случае прежде всето стремятся обесттечить хороший массообмеи между жидкостью я катвлиз ором и между газом и жидкостью условия для устойчивой тепловой балансировки процесса. [c.139]

При конструировании реактора необходимо предусмотреть не только хорошее контактирование олефинов с синтез-газом, но и эффективный отвод тепла для точного регулирования температуры. Это совершенно очевидно из-за высокой экзотермичности реакции ( 30 ООО ккiIл/кг-J ioл для этилена тепловой эффект реакции еще больше). Правда, оксореакция менее чувствительна к колебаниям температуры, чем родственная ей реакция Фишера-Тропша. Конструкция реактора зависит также от формы применяемого катализатора. [c.272]

Для конструирования реакторов Г. к. необходимо разработать кинетич. модель процесса, к-рая позволяет определить требуемое кол-во катализатора и объем реактора, обеспечивающий макс. скорость р-ции и выход продукта. Расчеты реакторов должны учитывать также явления тепло- и массопереноса. При осуществлении экзотермич. р-ций часто используют проточно-циркуляц. схемы, включающие теплообменники между слоями катализатора. Расчеты пром. реакторов основываются на методах макрокинетики. [c.541]

Особенно разнообразные процессы химической коррозии встречаются в различных химических производствах. В атмосфере водорода, метана и других углеводородов, оксида углерода(И), сероводорода, хлора, в среде кислот, шелочей, солей, а также в расплавах солей и других веществ протекают специфические реакции с вовлечением материала аппаратов и агрегатов, в которых осуществляется химический процесс. Задача специалистов при конструировании реактора — подобрать металл или сплав, который был бы наиболее устойчив к компонентам химического процесса. [c.137]

При испытании активности катализаторов, особенно в трехфазных системах, применяемых в процессах гидронитроочистки и гидрокрекинга, должны использоваться достижения в конструировании реакторов. Проточный реактор Карберри и его модификации представляют одно из наиболее эффективных /средств испытания катализаторов для этих реакций. Реактор этого типа должен быть испытан, в частности, при сверхкрити-ческих условиях работы, а также с использованием доноров водорода в присутствии катализаторов. Эти приемы могут обеспечить уменьшение контакта в многофазных системах и повышенную доступность водорода к поверхности катализатора. [c.184]

Линейные скорости в ддапаэове 10-26 см/сек не оказали на оС гфактически никав ого влияния. Поскольку при повышенных давлениях возникают трудности с обеспечением теплооъема, увеличение оС на 20-30% оу-шественно облегчает конструирование реактора. [c.82]

Не все нейтроны, образовавшиеся из делящегося материала, захватываются топливом для поддержания цепной реакции или для получения делящегося материала. Потери происходят из-за утечек и вредного поглощения в замедлителе, теплоносителе, продуктах деления и в конструкционных материалах реактора (трубках теплоносителя, оболочках тепловыделяющих элементов и др.). Кроме того, некоторая часть нейтронов, образующихся внутри реактора, уходит через его внешнюю поверхность. Чтобы избежать этих потерь, материалы, используемые для конструирования реакторов, ндряду с другими качествами должны иметь наименьшие сечения захвата нейтронов. В тепловых реакторах утечка нейтронов меньше, чем в реакторах на быстрых нейтронах, при этом чем больше размеры реактора, тем меньше утечка. Все же эта потеря.не может быть сведена к нулю, так как нет материала, полностью непроницаемого для нейтронов. [c.68]

Для конструирования реактора использовалась модель с урав-нечием ок.орог.ту ум-дарной реакции полимеризации с учетом общепринятых допущений к.1/. [c.200]

Термическое гидродеалкилирование представляет собой сравнитель- Ю простой процесс. Кинетика реакции достаточно хорошо изучена она сопровождаетсн лишь немногими нежелательными побочными реакциями. Отсутствует проблема поддержания активности катализатора, для удаления углеродистых отложений можно ограничиться простыми механическими методами. Достигается превосходная избирательность превраще- шя алкилароматических углеводородов в ароматические. Однако наряду с этими преимуществами термического гидродеалкилирования следует учесть и необходи.мость применения весьма высоких температур. Возможность нерегулируемого нарастания температуры требует сложной системы управления реакцией. Значительные трудности могут возникнуть к при конструировании реактора в связи с необходимостью предотвратить забивание выходных секций коксом. Для работы ири очень высоких температурах необходимы специальные легированные стали. Наконец, при термическом гидродеалкилировании не достигается столь полного гидрообессеривания, как при каталитическом, и приходится уделять дополнительное внимание качеству продукта. Разумеется, можно предварительно обессеривать сырье, но это должно проводиться очень осторожно, так как при термическом гидродеалкилировании превращение гидронафталинов в нафталины проходит неизбирательно и большинство процессов гидроочистки сопровождается заметным гидрированием нафталинов. [c.224]

Известно, как важно для конструирования реакторов с водяным охлаждением знать устойчивость различных конструкционных материалов к коррозии под высоким давлением и при высокой температуре. В температурном интервале около 300— 350° С для изготовления трубопроводов и темплообменников могут быть использованы материалы двух типов сплавы циркония и нержавеющие стали. Поскольку материалы первого типа очень дороги, то большей частью используют нержавеющие стали. Проблемы коррозии нержавеющих сталей в воде при высокой температуре изучаются с тех пор, как началось использование этих сталей для изготовления перегревателей тепловых электростанций. Однако при этом всегда имелись в виду промышленные воды с весьма относительной степенью чистоты, в то время как в ядерной технике используется вода очень высокой чистоты. [c.217]

В технологическом оформлении процесса получения полиэтилена низкой плотности достигнуты значительные успехи сконструированы мощные компрессоры, вентили для сверхвысокого давления, увеличена производительность реакторов. Улучшен контроль за процессом вследствие применения различного электронного оборудования и электронных вычислительных машин. При конструировании реакторов начинают использовать метод математического моделирования с применением электронных вычйслйтельнйх мйшин, что позволяет точно рассчитать степень конверсии, эксплуатационные характеристики и, отчасти, качество продукта. . [c.147]

Предметом моделирования могут быть как любые реально существующие конкретные тела и явления (химические соединения, химические связи, реакции, технологические процессы), так и системы, еще подлежащие конструированию (реакторы, контактные аппараты). Как особый вид эксперимента моделирование является важным моментом при выдвижении гипотез и их проверке. Именно на моделях, в частности при моделировании на электронно-цифровых машинах, оказывается воз-молчным представлять процессы и связи, лежащие, согласно выдвинутой гипотезе, в основе наблюдаемых явлений. Моделирование выступает и как особая форма наглядности. В нем отражается в характерной для современной науки специфической форме связь теоретического момента знания с чувственным, опытно-практическим. [c.313]