Материальный баланс трубчатых реакторов

Регулирование теплового режима в реакторах играет большую роль, так как скорости реакции возрастают с повышением температуры, и при отсутствии эффективного охлаждения увеличение температуры может оказаться нерегулируемым, что приведет к изменению материального баланса и свойств получаемых продуктов, а иногда и к порче катализатора. В условиях промышленных установок применяют охлаждение холодным циркулирующим газом или впрыском жидкофазного сырья через соответствующие распределительные устройства между слоями катализатора в реакторе. На некоторых установках используют или промежуточные теплообменники между слоями катализатора, или несколько реакционных устройств типа трубчатого теплообменника. Остальная аппаратура, оборудование и контрольно-измерительные приборы установки имеют очень много общего с оборудованием, аппаратурой и приборами, применяемыми на установках каталитического риформинга. [c.283]

Предположим, что и средняя скорость жидкости < г > постоянны по всей длине реактора и в расчетах можно пользоваться молярными концентрациями. Распределение концентрации, например, реагента А получаем из материального баланса для элементарного объема 8(1г. По сравнению с балансом для установившегося режима в идеальном трубчатом реакторе [уравнение (11,7)] в данном случае вводят член, определяющий перенос продольной диффузией [c.94]

Приведенные уравнения скорости были использованы для составления материального баланса трубчатого реактора идеального вытеснения. Материальный баланс представляет собой систему нелинейных дифференциальных уравнений, интегрирование которых дает математическую модель интегрального реактора, откуда были получены исходные данные. Материальный баланс записывают для каждого из четырех компонентов [c.288]

При расчете рассматриваемых систем реакторов материальные балансы составляют для каждого участка системы. Для трубчатого реактора участок между входной и выходной точками можно рассчитать по соотношениям, приведенным выше (стр. 43) для системы, состояш ей из кубовых реакторов, материальный баланс для каждого реактора определяется уравнением (11,12). [c.58]

Материальные балансы для трубчатого реактора (при постоянной плотности) записываются в виде [c.202]

А от Сд до С А (рис. 20, а), увеличивается степень превращения (рис. 20, б) и снижается скорость реакции (рис. 20, в). Поскольку в реакторе идеального вытеснения изменяется состав реагентов по длине, процесс в нем описывается дифференциальным уравнением материального баланса (П1.6). На рис. 21 показано изменение параметров процесса в элементарном объеме реактора вытеснения (одна труба трубчатого реактора). Если на входе в элементарный объем время пребывания реагентов в реакторе составляет т, пройденный реагирующей массой объем реактора v и высота Н. то после элементарного объема имеем соответственно x + dT, H + dH и v + dv. Если перед элементарным объемом степень превращения составляла Хд, количество продукта D в смеси Gd, концентрация его Си и концентрация исходного вещества Сд, то после элементарного объема стало соответственно XA+dxA. Gjy+ + dGx,, u + d i) и Сд—d A. Отсюда скорость процесса можно выражать производными dx, dG, d x, и — Сд по dx или dv или dH. Например dG/dx или — Сд/ т, dx/dv, — Сд/ о и т. д. [c.83]

При этом возникает задача выбора структуры ПРИКЛАДНОЙ математической модели трубчатого реактора, которая не должна быть сложной, но не может быть простой, не должна быть жесткой, но не может включать в себя только уравнения материальных балансов, чтобы достаточно адекватно описывать процесс и позволить решать прикладные задачи. [c.187]

Уравнение материального баланса газа на элементарном участке длины Аж трубчатого реактора можно получить следующим образом (рис. 1Х-19) скорость подачи данного компонента на участок йх составляет тУ,-, скорость его ухода с участка Аз равна [c.197]

Расчет текущей производительности реактора осуществляется на основе математической модели реактора, работающей в реальном масштабе времени. Необходимость этого алгоритма в системе связана с тем, что обычно измерение производительности реактора осуществляется с большим запаздыванием по результатам взвешивания готового продукта в конце технологического процесса. Естественно, что результаты таких измерен .тй не могут быть использованы для оперативного управления. Применение математической модели позволило устранить этот принципиальный недостаток [81]. В системе используется математическая модель статики трубчатого реактора, представляющая собой систему обыкновенных нелинейных дифференциальных уравнений материальных и теплового балансов (см. гл. 5). Производительность реактора определяется как сумма произведений расхода этилена на изменение концентрации этилена по длине реактора для каждой зоны реактора. Это требует интегрирования в темпе с процессом системы дифференциальных уравнений модели реактора, включающей уравнения материальных балансов для мономера и инициатора и тепловой баланс реактора. Однако при этом [c.109]

Дифференциальные уравнения материального баланса, составленные по основному исходному веществу А для реакций А—>-0 или А-Ь В—>0+Е в трубчатом реакторе непрерывного действия при нестационарном режиме [c.80]

Напишем уравнение материального баланса для элемента трубчатого реактора радиуса Н для простой реакции п-то порядка типа А —> В. [c.88]

Рассмотрим трубчатый реактор, приняв полное смешение реагентов перед входом в аппарат и наличие продольной диффузии. Выведем уравнение материального баланса для целевого компонента на участке dx (рис. V-4). В общем случае реакция типа [c.99]

Аналогичный [8.10] подход к этой проблеме был использован и в работе [8.11] однако в этом случае были проанализированы трубчатые реакторы. Если предположить режим идеального вытеснения, то материальный баланс реактора имеет вид [c.196]

Вышеприведенные уравнения можно также использовать для определения концентрационного профиля каждого комнонента в трубчатом реакторе, заполненном тесной смесью катализаторов X и . Если щ — скорость потока газа через реактор, отнесенная к единице его полного сечения, то, допуская, что ноток имеет характер движения поршня, материальный баланс в элементе бг по длине реактора дает для каждого комнонента нри установившемся режиме следующие уравнения [c.305]

Рассмотрим трубчатый реактор длиною Ь. Принимаем полное смешение реагентов перед входом в аппарат. Начальная концентрация целевого компонента Сд, конечная концентрация на выходе из реактора с . Режим потока — турбулентный. Уравнение материального баланса целевого компонента на бесконечно малой длине йх для реакции первого порядка типа А В имеет вид [c.118]

Далее рассмотрим химическую реакцию п-го порядка типа А В, протекающую в трубчатом реакторе. Уравнение материального баланса процесса имеет следующий вид [см. выражение (1,214)] [c.87]

Модель идеального вытеснения. При идеальном вытеснении продольное перемешивание отсутствует, а поперечное перемешивание является полным. Поэтому в поперечном сечении потока концентрация постоянна, а в продольном направлении изменяется. Рассмотрим элемент длины трубчатого реактора (рис. 5.4) и составим для него материальный баланс по индикатору. Массовый поток индикатора на входе в выделенный элемент [c.135]

Материальный баланс промышленного реактора может быть представлен схемой (рис. 11). Аппарат конструктивно разбит на две части. В первой части, состоящей из двух секций (рис. 12), представляющих собой трубчатые теплообменники, собранные из 62 труб диаметром 108X6, происходит в основном хлорирование лара-грег-бутилтолуола до дихлор-лара-грег-бутилтолуола. Хлор подается в нижнюю часть каждой из рассматриваемых секций. Выделяющееся в результате реакции тепло отводится с помощью хладоагента, омывающего трубу. Вторая часть аппарата также смонтирована из двух секций. Каждая секция представляет собой трубчатый теплообменник, состоящий из 62 труб диаметром 159X6. Во второй части аппарата производится более глубокое хлорирование реакционной массы, поступающей из первой части хлоратора и рециркулируемой части моио- и дихлорбутилтолуола. Выделяющееся в результате реакции теило отводится так же, как и в первых двух [c.93]

Расчет трубчатого конвертора первой ступени. Составим балансовые уравнения по содержанию каждого компонента в исходном и конвертированном газе после первой ступени, м , согласно основному уравнению материального баланса для отдельного реактора [c.179]

Теплообмен в трубчатых реакторах определяют три стадии теплопередачи подвод тепла к наружной поверхности труб передача тепла через стенку труб и отвод тепла от внутренней поверхности труб к продуктам реакции. Количество тепла, подводимого к поверхности труб Q, определяется из условий материально-теплового баланса процесса конверсии. С другой стороны [c.173]

Для расчета на ЭВМ трубчатого каталитического реактора с неподвижным слоем катализатора в число входных данных входят кинетика реакции, условия ведения процесса, состав исходных продуктов и т. д. В результате расчета на ЭВМ могут быть определены продольные профили скоростей реакции, скоростей потока, составы потоков, продольные профили температур, материальный и тепловой балансы. Если процесс катали- [c.188]

Решение. Материальный баланс для реактора перподпческого действия или идеального трубчатого реактора прп полученном уравнении скорости позволяет определить относительную степень превращения (т) за время т [c.106]

Расчет всех типов трубчатых реакторов должен базироваться на правильно сформулированных уравнениях материального п энергетического балансов (простейшие из них выведены в разделах 1Х.1—1Х.З) и разумных принципах расчета (раздел IX.4). Далее мы обсудим некоторые задачи оптимального проектирования. Хотя найденные нами оптимальные решения (раздел IX.5), не могут быть практически реализованы, они дают наиболее высокие возможные показатели процесса, к которым надо стремиться при детальном проектировании реактора. Соотношение между теоретическим и практическим оптимальным расчетом мы обсудим, исследуя в разделе IX.6 реакторы с прямоточными и противоточными тенлообменнп-ками. В разделе IX.7 будут затронуты некоторые проблемы устойчивости и регулирования трубчатых реакторов. В конце главы мы рассмотрим некоторые усложнения простой одномерной модели реактора и исследуем влияние продольного перемешивания и поперечного профиля скоростей (разделы IX.8 н IX.9). Структура главы показана на рис. IX.1. [c.256]

Дпя термохимического процесса, протвкащего в охлаждаемом трубчатом реакторе, математическое описание модели включает в себя уравнения материального (5.1) и теплового (4.6) балансов. [c.59]

В главе IV учитываются совместно тепловой и материальный балансы прп анализе работы неизотермического реактора. Частично нсследуется автотермический процесс системы реакторов, поскольку он имеет значение для экономии тепла установки. Описывается возникновение горячих точек в трубчатых реакторах и демонстрируется относительность концепции о максимально допустимых температурах. [c.12]

В верхней графе табл. 7 приведены формальные уравнения скоростей превращения, в которых и 2 — константы скорости исевдо-гомогенного превращения. Применим их для расчета максимального выхода (т1р) (т. е. макспмальной величины < Ср > /с ) в трубчатом реакторе, чтобы выявить влияние разного рода физических сопротивлений на (т р) . Составим материальный баланс для изотермического трубчатого реактора [ср. с уравнением (П,11)] [c.180]

Процесс полимеризации этилена при высоком давлении может быть представлен как совокупность трех различных по физической природе и взаимосвязанных процессов химические реакции, тепловые процессы, процессы сжатия газа и массообмена (рис. 5.1). Этой схеме реактора при математическом описании соответствует система дифференциальных уравнений балансов материальных, теплового и баланса импульса. Материальные балансы реактора составляются на основе кинетической модели процесса, приведенной в гл. 4, с учетом принятых допущений по гидродинамическому режиму процесса. Тепловой баланс реактора определяется скоростью высокоэкзотермичной реакции полимеризации и условиями теплообмена в реакторе. Баланс импульса позволяет определить изменение давления по длине при проведении процесса полимеризации в трубчатом реакторе. [c.79]

Математическая модель трубчатого реактора полимеризации как аппарата идеального вытеснения строится на основании знаний о кинетическ н,тепловых и гидравлических закономерностях процессов,протекающих в реакторе,и представляет собой систем уравнений материальных и тепловых балансов,отражающих законы сохранения массы и энергии,и утазкение баланса импульса. [c.200]

В секции производства битумов (дорожных и строительных) применена непрерывная схвма окисления гудрона в трубчатых реакторах. Для обеспечения проЕзводительностн 500 тыс. т битума в год приняты два двухпоточшх реактора с диаметром труб 219x7 мм. Сводный материальный баланс установки приведен ниже [c.93]

В трубчатом реакторе состав жидкости изменяется по длине пути ее движения следовательно, материальный баланс для компонента реакции должен быть составлен для бесконечно малого элемента объема дУ. Такиад образом, для А получим (в лшдь/время) [c.78]

В большинстве промышленных реакторов осуществляется отвод тепла непосредственно от зоны реакции. Конструктивно такой реактор обычно представляет собой трубчатый теплообменник с катализатором в трубках и теплоносителем в межтрубном пространстве (см. гл. IV, п. 2). Гидродинамический режим потока в трубке близок к режиму идеального вытеснения. Будем вначале считать, что концентрации реагентов и техшератува одинаковы по всему сечению реактора. Полагая в (V. 8) п (V. 9) Д = 0 и /. = 0, записываем уравнения материального п теплового баланса [c.206]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология