Лабораторные реакторы дифференциальный

Трубчатые реакторы разнообразны по размерам и форме — от труб длиной в километр со сравнительно медленным движением реагентов до коротких труб в высокотемпературных печах, через которые реагирующая смесь проходит с почти звуковой скоростью. Трубчатые реакторы с неподвижным слоем катализатора могут варьироваться в размере от промышленных реакторов высокого давления длиной 15 м до лабораторного дифференциального реактора в несколько сантиметров длиной. Поэтому любая классификация, например представленная на рис. IX.1, поневоле будет упрощенной. [c.253]

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]

В табл. 8-2 представлена простейшая система классификации реакторов, обычно используемых для моделирования в лабораторных каталитических испытаниях. Основные классы реакторов— интегральный, дифференциальный и импульсный микрореактор. Классификация реакторов основана на степени конверсии реагирующего вещества для аппаратов различного типа. Подклассы характеризуют экспериментальные условия их работы. Реактор каждого типа будет обсуждаться и с точки зрения его применимости для получения экспериментальных данных различного назначения выбор катализаторов, получение информации о кинетике процессов, данных для проектирования реакторов и оптимизации процессов. [c.99]

Очевидно, что в дифференциальном лабораторном реакторе, работающем по принципу малых степеней превращения, градиенты концентрации сводятся к минимуму (так называемые безградиентные реакторы). Это достигается ограничением источника появления градиентов концентрации, т. е. малыми степенями превращения. Дифференциальный метод требует очень высокой точности химических анализов. [c.83]

Для физического моделирования в трубчатых пирозмеевиках наиболее часто используются проточные реакторы вытеснения. Лабораторные реакторы изготавливают из кварца 33—39], нержавеющей стали [58, 59] или благородных металлов [60, 61]. Для исследования кинетики термических превращений применяются также реакторы дифференциального типа [62], реакторы, в которых используется принцип ударной волны [63—65], и лабораторные установки, моделирующие другие виды процессов (пиролиз в токе перегретого твердого или газообразного теплоносителя, окислительный пиролиз и т. д.). [c.8]

К сожалению, большинство измерений температур начала реакции слишком произвольно, и опубликованные значения могут существенно расходиться. Наблюдаемые значения температур-начала реакции на сернокислотных установках зависят от скорости газа, его состава, геометрии реактора и характеристик теплопереноса, а также от истории катализатора (или степени отравления) и точности измерения температуры. Даже в лаборатории это измерение трудно выполнить и интерпретировать. Обычно его делают, измеряя превращения на небольшом образце катализатора (в дифференциальном реакторе), постепенно-повышая или понижая температуру и нанося точки на график. При таком способе проведения испытания температура начала реакции определяется различными исследователями как температура, при которой происходит превращение на 1%, или как температура, при которой наблюдается определенный, измеримый разогрев катализатора, а также как температура, при которой скорость реакции снижается до нуля (определяют аналитически или графически) [116]. На промышленных установках наблюдаемые температуры начала реакции обычно несколько выше, чем на лабораторных. Активность катализатора (степень, превращения) изменяется антибатно температуре начала реакции, но связь между ними достаточно сложна. [c.259]

В начале главы даны определения дифференциальной скорости реакции и селективности, затем следует описание проточных и статических реакторов и рассматриваются методы интерпретации кинетических данных. Следующий раздел посвящен некоторым деталям эксперимента, связанным с применением лабораторных [c.9]

Для определения основных размеров химических реакторов необходимо иметь полное математическое описание (полную знаковую модель) в виде системы дифференциальных уравнений материальных балансов для компонентов реакционной смеси и дифференциального уравнения теплового баланса, учитывающих гидродинамическую структуру потока, а также кинетические уравнения теплообмена, массообмена и химических реакций. Вследствие сложности математического описания [16, 54] математическое моделирование большинства нефтехимических объектов проводят, применяя упрощающие допущения. С другой стороны, полное физическое моделирование работы реакторов с целью использования данных, полученных на лабораторной модели для проектирования промышленного реактора, практически невозможно из-за необходимости обеспечения одновременного равенства большого числа критериев гидродинамического, теплового, массообменного и химического подобия. Последнее требование оказывается невыполнимым вследствие несовместимости некоторых критериев подобия. [c.167]

Кинетическая модель — помимо переменных состояния — содержит в себе параметры (константы скорости, константы равновесия элементарных реакций, энергии активации), смысл которых вытекает из детального механизма реакции. Численные значения этих параметров на сегодняшний день не могут быть получены чисто теоретическими расчетами. Для их определения необходимы лабораторные экспериментальные данные по исследованию кинетики на данном катализаторе. На базе этих экспериментов уточняется форма кинетической модели, определяются неизвестные значения параметров — путем приведения в соответствие экспериментальных данных с предполагаемой формой кинетической модели. Содержание, адекватность, предсказательная сила конечного продукта — содержательной кинетической модели — зависит от того дизайна , который применялся при его построении. В настояш,ее время кинетический дизайн или построение адекватной кинетической модели представляет собой самостоятельное научное направление. Оно базируется на искусстве целенаправленного планирования кинетических экспериментов с целью получения информативного массива данных, на правильной оценке погрешности в данных и их коррекции строгими статистическими методами. Определение численных значений параметров — или другими словами параметрическая идентификация — использует необходимый для этой цели арсенал математических, статистических и вычислительных методов. Вычислительные методы решения задач параметрической идентификации существенно зависят от характера экспериментальных данных, полученных либо в проточном реакторе идеального перемешивания, либо в проточном реакторе идеального вытеснения, либо в реакторе закрытого типа и др. Это очевидно, поскольку уравнения математического описания перечисленных типов реакторов относятся к разным классам уравнений математической физики. В одних случаях работа ведется с системой дифференциальных уравнений с нелинейными правыми частями, в других — с системой нелинейных алгебраических уравнений, неявных относительно измеряемых в эксперименте переменных состояния. [c.68]

Кинетические лабораторные реакторы классифицируются по многим признакам. Признаки гидродинамического режима идеальное смещение или идеальное вытеснение ифают наиболее важное значение с точки зрения математического описания эксперимента, и соответственно, выбора идентификатора данных. В первом случае работа по идентификации проводится с системой алгебраических уравнений, а во втором — математическое описание экспериментальной установки представляется системой обыкновенных дифференциальных уравнений. Лабораторные проточно-циркуляционные реакторы или реакторы с внутренней циркуляцией (режим идеального смещения) легко позволяют обеспечить в эксперименте однородность температур- [c.75]

При перенесении результатов исследований кинетики для газожидкостных или многофазных жидкостных систем из статических интегральных или из дифференциальных реакторов на промышленные аппараты надо учитывать поправки на различие в газосодержа-нип, связанные со скоростями подъема пузырей или капель. Поскольку гидродинамика в лабораторных колонных реакторах резко отличается от таковой в промышленных аппаратах, применение интегральных проточных реакторов при исследовании кинетики большей частью не создает преимуществ перед статическими. [c.418]

Микрокинетические исследования позволяют определить маршруты реакций и выбрать наиболее достоверный и.з них, а также рассчитать порядок и константы скоростей реакций. Эти исследования проводят в лаборатории таким образом, чтобы изучить кинетику химической реакции в чистом виде , без влияния условий перемешивания реагентов, тепловых и диффузионных эффектов и дифференциальных, проточно-интегральных или циркуляционных реакторах. При постановке лабораторных микрокинетических исследований опыты осуществляют с использованием современных научных методов экспериментирования — направленного многофакторного эксперимента, при котором одновременно изменяют несколько наиболее существенных параметров и целенаправленно обеспечивают выход процесса в оптимальны11 режим . При проведении микрокинетических исследований обязательно применяют ЭВМ, на которой быстро просматривают все возможные решения кинетических уравнений и выбирают наиболее достоверный маршрут химической реакции при разных температурных условиях. Использование научного метода направленного многофакторного эксперимента ЭВМ резко сокращает число необходимых опытов и позволяет определить оптимальные условия течения химической реакции. В связи с этим обязательной составной частью оборудования химической лаборатории должна быть ЭВ1 [ (на рис. УН-18 аналоговая машина). - [c.483]

Этот путь, на наш взгляд, лежит в применении метода масштабирования. По этому методу, в лабораторных масштабах ведется исследование химтеской кинетики в условиях интегрального или дифференциального реактора с отработкой кинетических зависимостей на аналоговых вычислительных машинах (АВМ) и одновременно снимаются макрокинетиче-ские характеристики (гидродинамические, тепловые и диффузионные) на пилотной установке, информация с которой вместе с данными по кинетике отрабатывается на цифровой вычислительной машине (ЦВМ), включенной в цикл исследований по принципу обратной связи. [c.16]

Катализатор, не подвергающийся дезактивации. Если катализатор длительно сохраняет свою активность, константа скорости реакции К, может быть без труда замерена в лабораторных условиях, причем реактор может быть любого типа. Соответствующие расчетные уравнения, особенности расчета и принятые допущения приведены в главе VIII [уравнения (VIII,16—VIII,24)]. Даже для этого простейшего случая рекомендуется использовать реактор идеального смешения дифференциальный, проточно-циркуляционный, корзиночный и др. [c.400]

Значительный интерес для экспрессного испытания алюмосиликатных катализаторов представляют микроката -литические установки для крекинга индивидуальных угле -водородов, таких как кумол, гексан, изооктан и т. д. Однако применение индивидуальных углеводородов для оценки активности и селективности приемлемо лишь при условии, если имеются достаточно обширные сведения о корреляции полученных результатов с поведением катализаторов на промышленных установках или с данными лабораторных методов, использующих в качестве сырья нефтяные фрак -ции. Подобное сравнение было проведено для крекинга кумола в дифференциальном реакторе и фракции 270-400° С мид-континентской нефти по методу ИРА, аналогичному описанному выше методу АСК [1б], Авторы установили, что на образцах аморфного алюмосиликатного катализатора скорость крекинга кумола прямо пропорциональна скорости крекинга газойля. В противоположность этому ла-гнийсиликатный катализатор крекирует газойль в 8 раз быстрее, чем можно ожидать исходя из скорости крекинга кумолс. [c.55]

Предназначаемые для установки непосредственно на промышленных трубопроводах, реакторах и ректификационных колоннах автоматические рефрактометры характеризуются меньшей чувствительностью и точностью (порядка 10 —10 ) при гораздо больших кюветах, чем у лабораторных приборов. Полости для эталонных жидкостей дифференциальных промышленных рефрактометров имеют объем 1—20 мл, а проточные отделения — еще больше (в некоторых конструкциях кюветой служит часть самого трубопровода или котла). Специфика производственных условий требует и особого конструктивного выполнения промышленных рефрактометров, которые выпускаются, как правило, во взрыво-, пыле- и брызгозащитном исполнении. Их регистрирующие или показывающие устройства могут устанавливаться на значительном удалении от самих приборов в пунктах централизованного наблюдения за ходом технологических процессов. Обычно предусматриваются специальные выводы на автоматическую сигнализацию и управление, а также пробоотборные и пробоподготовительные устройства для снижения давления и температуры, удаления гетерогенных (газовых и иных) включений. [c.259]