Тепловой баланс зерна катализатора

Решенная выше задача (см. стр. 339—343) позволяет полностью описать процесс, протекающий нй поверхности плавленого катализатора, так как тепловой и материальный балансы процесса можно представить в виде алгебраических уравнений. Если реакция протекает внутри зерна, то процесс транспорта реагентов и отвод тепла из зерна катализатора описывается системой дифференциальных уравнений - [c.344]

В процессах с псевдоожиженным или движущимся слоем катализатора, при которых нагрев катализатора достигается в результате регенерации, т. е. выжига кокса, часть тепла реакции подводится в виде теплосодержания перегретого катализатора. Псевдоожиженный слой применяется на установках гидроформинга [34] движущийся слой катализатора применяется нри процессах каталитического риформинга термофор [32] и гинерформинг [8]. Однако нри промышленном использовании этих процессов только часть тепла реакции подводится горячим катализатором, вероятно вследствие того, что соотношение катализатор сырье, необходимое для подведения всего количества тепла, создавало бы существенные недостатки. Остальное количество тепла подводят в виде перегретого циркулирующего газа, а при процессе гиперформинга — при помощи промежуточных подогревателей. Это несоответствие между отношением катализатор сырье, требуемым по соображениям -теплового баланса и для поддержания заданной активности, привело к разработке некоторых вариантов процесса в псевдоожиженном слое, при которых к циркулирующему катализатору добавляется твердый теплоноситель [38]. Твердый теплоноситель представляет собой инертный материал большей плотности и с большим размером зерна, чем катализатор поэтому частицы его сравнительно быстро осаждаются из псевдоожижепного слоя. Благодаря этому количество твердого теплоносителя в системе сравнительно невелико, а скорость циркуляции высокая ее регулируют независимо так, чтобы подвести в реактор все количество тепла, выделяющееся при регенерации. [c.217]

Модель проточного реактора с зернистым слоем катализатора, в которой учитываются процессы внутри зерна и на его границе, фактически представляет собою двухфазную модель, хотя и усредняющую условия в каждой фазе. Эта модель включает в себя уравнение, описывающее перенос вещества внутри зерна катализатора, перенос вещества и тепла между катализатором и потоком, а также уравнения материального и теплового балансов для потока. Ввиду достаточно большой теплопроводности материала зерен, последние можно считать изотермическими и составлять баланс тепла для зерна в целом. [c.291]

Изучение процессов па зерне катализатора необходимо для создания эффективных каталитических систем. Расчеты химического нроцесса на зерне катализатора проводят на основе решения уравнений балансов масс компонентов и тепла. Поскольку, однако, ряд коэффициентов, входящих в уравнения балансов, определить одновременно крайне сложно, рассмотрим методы расчета для таких случаев, когда на основной химический процесс влияет ограниченное число физических явлений например, только внешний или только внутренний транспорт. Далее приведем универсальный итерационный метод расчета процессов в неоднородно-пористом зерне сложного катализатора и проиллюстрируем его применение для определения оптимальной структуры и состава катализаторов крекинга и гидрокрекинга. [c.267]

Если перенос тепла внутри зерна катализатора осуществляется не настолько быстро, чтобы можно было пренебречь изменением температуры в объеме зерна, то расчет значительно усложняется. Необходимо дополнить уравнение материального баланса уравнением теплового баланса. В простейшем случае пористой пластинки катализатора толщиной 21 эти уравнения могут быть представлены в следующей безразмерной форме [c.13]

Вторым этапом является создание модели процесса на одном пористом зерне катализатора. В этой модели учитывается перенос вещества и тепла внутри зерен катализатора во время протекания химической реакции. Связь с первым уровнем описываются уравнениями материального и теплового балансов. [c.175]

Вторым уровнем для реактора с неподвижным слоем является модель процесса на одном пористом зерне катализатора. Составные части указанной модели представляют собой стадии переноса вещества и тепла внутри зерен катализатора и химического превращения на активной поверхности. Связи между стадиями описываются уравнениями материального и теплового балансов. Третьим уровнем служит модель в элементе неподвижного слоя с учетом процессов [c.464]

Анализ результатов, полученных с помощью квазигомогенных моделей, показывает, что разработка такого существенно нестационарного процесса, как окислительная регенерация катализатора, должна быть ориентирована на двухфазные модели, т.е. на раздельный учет материального и теплового балансов для твердой фазы (катализатора) и газового потока. Поэтому наиболее совершенные модели, используемые для расчета выжига кокса в слое катализатора, учитывают существование двух фаз и процессы диффузионного переноса [150, 162]. Неотъемлемой составной частью такой модели слоя является нестационарная диффузионная модель зерна катализатора, аналогичная (4.13). Переносы тепла и вещества в газовой фазе обычно рассматриваются либо в приближении идеального вытеснения [162], либо с учетом процессов диффузии [150]. Из сравнения результатов этих двух работ видно, что приближение идеального вытеснения является достаточно корректным описанием процессов переноса в газовой фазе. [c.84]

Предполагается, что процессы теплообмена в реак- торе проходят достаточно интенсивно, так что градиентами температуры внутри реактора можно пренебречь. С этим предположением связана форма уравнения сохранения тепловой энергии (3.2), которое выражает интегральный баланс тепла в реакторе. Второй член в уравнении (3.2) учитывает теплообмен реактора с внешней средой и различие температур смеси, поступающей в реактор, и смеси, находящейся в реакторе. Третий член учитывает суммарное выделение (поглощение) тепла в реакторе аналогичным образом учет тепловыделения проводился ранее [93] при рассмотрении химической реакции внутри одиночного зерна катализатора при высоких значениях коэффициента теплопроводности. [c.147]

Уравнение (17.18), так же как и баланс (21.4), сводится к записи (21.5). При этом изменение температуры в ядре потока Т вызывает параллельный перенос прямой теплоотвода чем выше Т , тем правее пройдет эта прямая (рис. 21.6). Рассмотрим процесс постепенного повышения Гя. Пока температура растет от Г1 до Тв, процесс на зерне устойчиво удерживается в кинетической области (пересечение прямых с нижней частью кривой выделения тепла). При достижении в ядре потока температуры Г5 произойдет скачкообразный рост температуры Т и переход в диффузионную область — зажигание катализатора. [c.234]

Для всех трех моделей было сделано одно предположение, заключающееся в том, что радиационные потери тепла от зерна катализатора к окружающему газу пренебрежимо малы. Поэтому была сформулирована простая модель излучения, основанная на концепции четкой границы и предполагающая, что зерно изотермично, но имеет температуру выше окружающей среды. Эта модель использовалась для оценки необходимости учета влияния излучения. Модель была детально рассмотрена выше [уравнение (9.17)]. Профиль максимальной температуры, полученный с использованием уравнения (9.17) для теплового баланса, показан на кривой 3 рис. 9.12, на котором сравниваются различные модели с максимальными экспериментальными температурами, полученными при 580°С. Как видно из рисунка (кривая 1), включение слагаемого, учитывающего излучение, вызывает заметное уменьшение достигаемой мак- [c.224]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология