Катализатор зажигание

Без теплообменных элементов эффективно работают прежде всего аппараты, в которых протекают реакции с небольшим тепловым эффектом или же перерабатываются разбавленные газы. В последнем случае даже при большом тепловом эффекте реакции температура меняется незначительно соответственно уравнению адиабаты (П1.42) и (111.43). Подогрев газа до температуры зажигания катализатора (нри экзотермических процессах), или более высокой при эндотермических, происходит в выносных теплообменниках, подогревателях, печах. Без теплообменных элементов могут работать и однослойные аппараты с большим тепловым эффектом процесса. В этом случае при эндотермических процессах необходимая температура достигается за счет предварительного нагревания газа и, в некоторых случаях, катализатора в экзотермических процессах газ поступает при температурах ниже температуры зажигания катализатора и его начальная температура определяется из теплового баланса или уравнения адиабаты по заданной оптимальной температуре в слое. [c.110]

В качестве катализаторов зажигания и полноты горения углерода частично служат редкоземельные металлы, уже присутствующие в катализаторе, и специальные промоторы типа хрома. С другой стороны, интенсификация процесса горения требует и увеличения количества подводимого воздуха в единицу объема регенератора. Это делает целесообразным утяжеление зерна катализатора во избежание его выноса. [c.180]

При температуре ниже 400 °С степень окисления диоксида серы близка к 100 %, однако при этом скорость реакции даже в присутствии катализатора очень мала. Температура, при которой начинается каталитическая реакция окисления диоксида серы в триоксид, это — температура зажигания контактной массы (для данного катализатора составляет 440 °С) при меньшей температуре активность катализатора резко падает. С увеличением кислорода в газе температура зажигания несколько снижается. В связи с обогащением газа кислородом по мере прохождения слоев катализатора (за счет подачи воздуха на охлаждение) температура газа на входе в IV слой может быть снижена до 425 °С. Максимальная температура газа на выходе из слоя контактной массы не должна превышать 580—600 °С во избежание спекания массы и потери ее активности. [c.114]

Однако хорошо также известен и тот факт, что смесь двух газов — водорода и кислорода — может сохраняться при комнатной температуре и атмосферном давлении сколь угодно долго без каких-либо изменений. Для того чтобы заставить реагировать эти газы, необходимо оказать внешнее воздействие на эту смесь, например зажигание нри помощи искры, внесение катализатора и т. п., и тогда уже раз начавшаяся реакция протекает весьма энергично и до полного превращения исходных веществ. [c.99]

Этот пример показывает, почему химикам интересно знать, самопроизвольна ли каждая реакция, т.е. иметь представление о ее естественной тенденции к осуществлению. Если изучаемая химическая реакция является самопроизвольной, но медленной, можно попытаться ускорить ее протекание. Чаще всего для этого достаточно повысить температуру или подобрать катализатор. Действие катализаторов будет подробнее обсуждаться в гл. 22. Но вкратце уже сейчас можно определить катализатор как вещество, которое помогает самопроизвольной реакции протекать быстрее, обеспечивая ей более легкий путь. При достаточно высокой температуре бензин быстро горит в воздухе. Роль искры зажигания в автомобильном двигателе заключается в создании исходной высокой температуры. Выделяющееся в результате реакции тепло поддерживает высокую температуру, необходимую для дальнейшего протекания реакции. Но если подобрать подходящий катализатор, бензин будет соединяться с кислородом и при комнатной температуре, потому что в естественных условиях реакция между этими веществами является самопроизвольной, хотя и медленной. Однако никакой катализатор никогда не заставит соединяться диоксид углерода и воду с образованием бензина и кислорода при комнатной температуре и умеренных давлениях, и только невежественный химик потратит время на поиски такого катализатора. Короче говоря, понимание различия между самопроизвольными и несамопроизвольными реакциями помогает химику увидеть границы возможного. Если реакция возможна, но пока еще не найден путь ее осуществления, целесообразно заниматься поисками таких путей. Если же процесс принципиально невозможен, не следует тратить на него время. [c.169]

Существование гистерезиса объясняется теплопередачей между нагретыми частицами катализатора в реакторе и менее горячим реакционным потоком. Когда в реакторе происходит теплообмен за счет радиации в начальной части слоя катализатора (горячий слой катализатора и холодный, еще не вступивший в химическую реакцию, газ), в реакторе [3, 4] возможно существование трех устойчивых стационарных состояний, разделенных двумя неустойчивыми. При этом влияние инертных наполнителей, уменьшающих температурный градиент между слоем и газом, расио-ложенных перед слоем катализатора и после него, рассмотрено в [4, 5]. Условия, при которых возможно зажигание, получены, например, в [6]. Анализ этих условий показывает, что для гетерогенных каталитических реакторов зажигание происходит тем эффективнее, чем длиннее слой. Следует поэтому предположить, что имеется предельное значение длины слоя катализатора, при превышении которой устойчивы лишь зажженные стационарные [c.284]

Состояние при и = О называется индифферентным. Для бесконечно длинного реактора оно ни устойчиво, ни неустойчиво. Движение профилей исследовано в [4, 5] численным моделированием и экспериментально при окислении СО в адиабатическом реакторе со стационарным слоем платинового катализатора [12]. Результаты эксиериментальных исследований показывают, что при скорости реакционного потока г = 6 см/с в реакторе устанавливается индифферентный профиль деформации. Этот профиль перемещается к началу слоя при уменьшении V. Перемещение зоны зажигания может быть также вызвано быстрой дезактивацией катализатора за счет адсорбции на его поверхности каталитических ядов [13, 14], а также из-за возникновения локальных перегревов [15—17]. [c.285]

В период пуска подъем температуры в регенераторе обеспечивается впрыском и зажиганием нефтепродуктов, а также применением специальных катализаторов или промоторов-оксиды железа (III), марганца (III) или редкоземельных элементов. [c.130]

Как видно на рис. 5.9, в области oi < Со < Сог существуют три стационарных режима, из которых средний, соответствующий линии аЬ, неустойчив. Пусть режим, которому соответствует точка / (со = с, T = Tf), оптимален. Допустим, что каким-нибудь образом удалось реализовать этот стационарный неустойчивый режим. Однако малейшие флуктуации параметров газовой фазы приведут к тому, что начнется затухание процесса — движение. к точке е, где процесс будет протекать с малой скоростью (Т = Те), либо зажигание — движение к точке g, где будут иметь место большие перегревы катализатора Т = Tg) и, например, значительное уменьшение избирательности, если процесс сложный. Можно поставить и решить точно задачу, связанную с поиском такого управления (в частности, таким управлением может быть концентрация Со), которое вернет систему в точку /. Так и было сделано для достаточно простой задачи управления реактором с организованным псевдоожиженным слоем катализатора [3]. Однако на практике всегда есть так называемая зона нечувствительности регулятора и всегда есть внешние помехи. Поэтому система будет пытаться покинуть окрестность точки /, а регулятор будет пытаться вернуть систему в небольшую окрестность этой точки. Покажем качественно, как это происходит. [c.143]

Некоторые результаты получены с помощью математического описания. Температура зажигания процесса, соответствующая начальному разогреву катализатора 0 , при Т<,=бО°С составляет 180°С, при Т<,=70°С - 0 =165 С. Если содержание НгЗ во входном потоке Х2°<8%(о6.), то тепло съем можно не осуществлять. При Х2°>25%(о6.) снять достаточное количество тепла невозможно, поэтому на начальном участке слоя фактически происходит тепловой [c.122]

Низкая температура зажигания, т. е. минимальная температура, при которой катализатор имеет активность, достаточную для автотермической работы в промышленных условиях. Эта характеристика катализатора особо важна для реакторов с неподвижным катализатором при проведении в них высокотемпературных экзотермических процессов по принципу адиабаты. Для таких процессов понижение температуры зажигания 1 , кроме экономии энергии на подогрев поступающего газа, позволяет повысить выход продукта X в данном слое катализатора (рпс. 66). В реакторы фильтрующего слоя нельзя подавать газ при температурах ниже температуры зажигания, так как это вызовет потерю автотермичности, постепенное охлаждение всего слоя и прекращение работы реактора. [c.124]

Понижение температуры зажигания, как правило, достигается путем повышения общей активности катализатора. [c.124]

Скорость процесса будет больше при несколько повышенной (см. кривую 5, рис. 46,а). При пуске реакторов КС необходимо нагревать газ до температуры зажигания пока не прогреется катализатор. [c.125]

В однополочный контактный аппарат с кипящим слоем контактной массы газ поступает с температурой более низкой, чем температура зажигания катализатора. В нижней части слоя газ нагревается за счет тепла реакции до заданной оптимальной температуры 550— 590° С и окисляется до заданной степени, которая при разных условиях может составлять от 60 до 80%. Температура поступающего газа определяется из уравнения теплового баланса слоя или ориентировочно по формуле (III.12). Газ из форконтакта проходит пылеуловитель и теплообменник, а затем поступает в контактный аппарат с фильтрующими слоями катализатора для завершения окисления сернистого ангидрида. [c.150]

В эндотермических процессах температура на выходе из слоя катализатора должна быть выше температуры его зажигания. При проведении экзотермических процессов во взвешенном слое в условиях установившегося изотермического режима работы реактора можно подавать газ при температуре н, т. е. значительно ниже температуры зажигания. Повышение-температуры во взвешенном слое, как и в неподвижном, равно адиабатической разности температур поэтому начальная температура газа tl может быть меньше температуры зажигания tз на величину [c.58]

Тепловой баланс. Поддержание оптимальной температуры в слое осуществляют за счет изменения теплосодержания входящего в аппарат газа, температура которого может быть ниже температуры зажигания катализатора. Т рассчитывают из теплового баланса, составленного для 1-го слоя (рис. 138). [c.268]

Контактный узел работает по способу двойного контактирования. Газ, содержащий 8,5—9% 502, нагревается до температуры зажигания катализатора за счет теплоты газов, нагретых в слое катализатора вследствие экзотермической реакции, и затем в трех [c.134]

Расчет холодильника, погруженного во взвещенный слой катализатора, производим для второго слоя, так как в первом слое оптимальная температура поддерживается в результате уменьшения количества теплоты входящего газа, температура которого может быть значительно ниже температуры зажигания катализатора (благодаря быстрому выравниванию температур кипящем слое). [c.143]

Рис. Х1-18. Реакторы для окисления аммиака а-конструкция Франка-Кара б-то же Парсонса (высота 80 см, диаметр 61 см, нагрузка 100 кг/чУ, в-то же I. О. (высота 6 м диаметр 5,4 м-, толщина слоя катализатора 10—15 см нагрузка 500—600 кг аммиака на 1 в час) /—пламя зажигания 2—плата-новая сетка (800 С) Л-платниовая цилиндрическая сетка (10И С) 4- о в< ек-ло 5—огнеупоры б—распределитель 7—катализатор (РеаОз+З—5% В12О3, 680—750 С)-

В кинетической области протекают главным образом процессы на малоактивных катализаторах мелкого зернения с крупными порами при турбулентном течении потока реагентов, а также при низких температурах, близких к температуре зажигания катализатора. Однако для реакций в жидкостях переход в кинетическую область сопровождается понижением вязкости, а известно, что вязкость уменьшается с ростом температуры. С повышением температуры уменьшается также степень ассоциации, сольватации, гидратации молекул реагентов в растворах, что приводит к росту коэффициентов диффузии и соответственно к переходу из диффузионной области в кинетическую. Для реакций, общий порядок которых выше единицы, характерен переход из диффузионной области в кинетическую при значительном понижении концентрации исходных реагентов. [c.30]

Агрегат синтеза был размещен вне здания. При работе агрегата по регистрирующему прибору было замечено увеличение токовой нагрузки электродвигателя циркуляционного центробежного компрессора (ЦЦК), что свидетельствовало о его неисправности. После отключения этого компрессора резервный не был сразу включен. На некоторое время прекратилась циркуляция газа через колонну синтеза, что привело к снижению температуры азотоводородной смеси на выходе из нее с 220 до ПОТ. Температурные деформации привели к разуплотнению фланцевого соединения тройника на выходе газа из колонны. Вырвав-щаяся азотоводородная смесь загорелась. Импульсом для зажигания азотоводородной омеси могла быть катализаториая пыль, уносимая газом из колонны синтеза и раскаляющаяся на воздухе, или частицы окалины, способные давать искру при ударе или трении о стальную поверхность. [c.28]

Азотная кислота получается преимущественно окислением аммиака в присутствии катализатора из сплава 90% платины и 10% родия в виде 20 слоев сеток (с размером отверстий 0,175 мм), изготовленных из проволоки толщиной 0,076 мм. Эта сетка имеет металлическую поверхность 1,5 м /м . В качестве катализатора используют также гранулированную смесь окиси железа и окиси висмута. В платиновый конвертор, работающий при давлении 7 кгс/см , при суточной производительности 55 т 100%-ной HNOз загружают 2977 г сплава. После зажигания реакция протекает автотермично путем соответствующего предварительного подогрева газовой смеси поддерживается температура 882—910 °С. При этих условиях время реакции составляет примерно 0,0001 сек, тогда как при атмосферном давлении требуется от 0,01 до 0,02 сек. Кислород адсорбируется на поверхности катализатора и реагирует с аммиаком, который диффундирует к поверхности. Скоростью диффузии аммиака определяется общая скорость процесса . [c.326]

Определение октанового числа бензина проводят в приборе иОР Монирекс , оснащенном проточной реакционной трубкой, в которой можно тщательно регулировать температуру и давление. Имеется также устройство для непрерывного введения в реакционную трубку точно измеренных объемов топлива и воздуха. Для протекания реакций окисления в трубке не требуется ни источника зажигания, ни катализатора. Скорость реакций, предшествующих детонации, определяется по давлению в трубке при данной температуре и постоянной скорости подачи смеси топлива с воздухом. У становлена четкая зависимость между давлением в реакционной трубке и октановым числом бензина, которая графически представлена на рис. 14. [c.40]

После зажигания эти параметры изменяются (могут стать даже меньше и, L ), а профили стационарных состояний будут устойчивыми. П так будет продолжаться до тех пор, пока параметры Гд, v, Са, L не станут меньше (один из них, либо все) некоторых критических значений Гц, v", Са, L". В этом случае реакция гасится . Разности между и Г , Са и Са, v и v и и L" характеризуют силу гистерезиса. Зажигание реактора и его гашение показано на рис. 7.3 для с.яучая окисления водорода на платиновом катализаторе. При г = 4 см/с (кривая 1 на рис. 7.3) температура Г(, = 120° С, Т" = 107° С, АГ = 13° С— гистерезис. При v = 10 см/с АГ = О, поэтому случайные флюктуации a, Го то зажигают , то гасят реактор. Этот процесс воспринимается в виде нерегулярных колебаний концентраций и температур на выходе реактора. Амплитуда этих колебаний достигает предела прп г = 20 см/с. При скорости потока 50 см/с зажигание (гашение) больше не наблюдается и каждому набору условий подачи Го, С а, v соответствует свое стационарное состояние. При этом переход от одного к другому происходит без скачка. [c.284]

Катализ в кипящем слое при переработке высококонцентрированных газов протекает 1практически в изотермическом режиме окисления ЗОг с интенсивным отводом тепла реакции непосредственно из слоя катализатора. При этом верхний предел температуры газа на входе в слой практически не ограничен, а нижний может быть существенно ниже температуры зажигания катализатора. Температура слоя постоянна по высоте и определяется лишь характеристиками работы теплообменных элементов, расположенных непосредственно в слое. При таких условиях степень окисления высококонцентрированного газа в одном кипящем слое катализатора Может превышать 90%. [c.221]

Луговской В. И., Матрос Ю. Ш. Динамика зажигания в неподвижном слое катализатора.— В кн. Пятая Всесоюзная конференция по моделированию химических, нефтехимических я нефтенерерабатываюш их процессов и реакторов Хпмреактор-5 . Т. 1. Уфа Бапш. изд-во, 1974, с. 166— [c.23]

На рис. 5 показаны профили фильтрационной скорости температуры, степени превращения и скорости химической реакции на катализаторе по длине слоя в разные моменты времени. В данном режиме течения зажигание реагирующей смеси на катализаторе происходит в сечении максимальной фильтрационной скоростп X = 0,95, в котором величина скорости химической реакции имеет максимальное значение в точке с радиусом Н = 1,35. От места источника начинают распространяться тепловая и концентрационная волны по обоим направлениям. По толщине слоя фронт реакции устанавливается в момент времени I = 0,75 с, а по длине — на значительном временном интервале (см. рис. 5). [c.90]

Высокая теплопроводность слоя позволяет подавать газ в слой при температуре ниже температуры зажигания з катализатора. Пфи этом необходимо, чтобы температура в слое ( сл), рассчитанная по уравнениям (111.12) или (111.42), (111.43), была не ниже tз. В этом случае скорость процесса в кипящем слое возрастает за счет повышения Хр и соответственно средневременной движущей силы процесса. [c.95]

Каталитическое окисление сернистого ангидрида в серный — основной процесс в производстве серной кислоты. В контактном способе производства серной кислоты [1] сернистый газ обычно получают обжигом сульфидных руд или сжиганием серы. Затем газ тщательно очищают от пыли, тумана серной кислоты и контактных ядов, сушат и подают компрессорами в контактное отделение. В контактном отделении газ подогревается в теплообменниках до температуры зажигания катализатора и проходит в контактных аппаратах через слои катализатора. На катализаторе идет окисление 802 кислородом, содержащимся в исходном газе. Далее газ, содержащий 80з, охлаждается в теплообменниках сначала исходным газом, затем воздухом. Серный ангидрид поглощается серной кислотой с образованием олеума или моногидрата Н2804. [c.139]

Катализаторы понижают энергию активации и уменьшают порядок реакции. При гомогенном некаталитическом окислении 302 энергия активации Е > 280 кдж моль ЗОд реакция имеет третий порядок (и = 3). На малоактивном окисножелезном катализаторе Е — 120—160 кдж молъ ЗО3, температура зажигания катализатора 3 >600° С, а порядок реакции п = 2,5 [2]. [c.140]

Изотермический режим аппаратов КС позволяет (как показано в главе IV) не только повысить интенсивность работы катализатора по сравнению с полочными аппаратами с неподвижным катализатором при равном количестве слоев, но и подавать газ при температурах много ниже температуры зажигания катализатора, что, в свою очередь, дает возможносд ь перерабатывать высококонцентрированные газы при достижении х 0,7 в первом слое катализатора. Опыты и расчеты [7, 15, 16] показали, что, при постоянном соотношении О 2 802, интенсивность работы катализатора растет почти пронрр-ционально концентрации 80а в газе при повьппении последней от 7 (в обычных газах) до 60 объемн. % при переработке концентрированных металлургических газов с применением технического кислорода. При этом производительность всей очистной аппаратуры повышается пропорционально концентрации газа и снижается расход электро- [c.143]

В контактных аппаратах с неподвижным катализатором Нельзя применять водяные холодильники, так как вследствие весьма низкой теплопроводности пористых гранул ванадиевого катализатора [порядка 0,57 ккал м-град -ч) у теплообменных поверхностей происходит резкое-падение температуры ниже температуры зажигания катализатора. Кроме того, на холодных поверхностях теплообменных труб может конденсироваться серная кислота, что вызывает быструю их коррозию и порчу контактной массы, находящейся в зоне теплообменников. Эффективная теплопроводность кипящего с лоя достигает 15 ООО ккал/(д1 грй 9.ч) [181, а коэффициенты теплоотдачи столь велики [16, 19], что становится возможным применение водяных холодильников (см. главу IV). При этом не происходит конденсации серной кислоты на холодных поверхностях, омываемых кипящим слоем при снижении температуры до 390° С, т. е. ниже рабочих температур катализа [20]. Теплопередача от кипящего слоя к воде, протекающей в трубах водяного холодильника, происходит много интенсивнее, чем в газовых теплообменниках, которые устанавливают между слоями аппаратов с неподвижным катализатором коэффициент теплопередачи возрастает в среднем в 15 раз. Движущая сила процесса теплопередачи Ai (разность температур) также увеличивается примерно в 2 райа. Таким образом, площадь теплообмена Р, вычисляемая по формуле [c.144]

Энергия активации для различных партий катализатора в области рабочих температур катализа колеблется от 85 до 95 кдж/молъ. Температура зажигания свежего катализатора при нормальной газовой смеси составляет около 380° С. [c.148]

Максимальный выход SO3 для данного времени соприкосновения газа с катализатором получается при определенной оптимальной температуре. Чем меньше время соприкосновения т (и соответственно JisOa), тем выше оптимальная температура (см. ч. 1, рис. 98). Таким образом, в контактных аппаратах для достижения максимальной скорости процесса следовало бы начинать его прн возможно более высоких температурах, около 600°С, проводить по кривой оптимальных температур и заканчивать при 400°С. Для этого необходим предварительный подогрев газа и непрерывный отвод теплоты по ходу каталитического процесса. Этой задаче и подчинены в основном конструкции современных контактных аппаратов, однако решается она далеко не полностью. Свежий газ, содержащий SO2, подогревается за счет теплоты прореагировавшего газа (теплоты реакции) лишь до температуры зажигания (420—470°С), а затем во время каталитического процесса температура сначала возрастает до бОО С, а затем производится понижение ее. [c.131]

Р1так, важнейшими тенденциями развития производства серной кислоты являются повышение концентрации диоксида и триоксида серы в технологических газах и уменьшение их содержания в отходящих газах применение давления циклическая система производства с использованием контактных аппаратов с кипящими слоями прочного термостойкого катализатора разработка и применение более активных катализаторов, имеющих пониженную температуру зажигания максимальное использование теплоты реакций на всех стадиях производства для выработки товарного водяного пара. [c.138]

Четвертую операцию — подогрев газа до температуры зажигания катализатора — производят в теплообменниках за счет тепла реакции окисления ЗОг, выделяющегося при катализе. При этом более или менее достигается необходимое понижение температуры реагентов по мере протекания обратимой экзотермической реакции окисления ЗОг- Однако заметим, что для очистки от контактных ядов (2 операция) газ охлаждали до низкой температуры (30—40 °С), а теперь его вновь нагревают до 400—450 °С для катализа. Мы видим противоречие, которое можно было бы частично устранить введением сухой очистки газа, которую ныне испытывают на заводах [37, 51] или синтезом вы oiнизкотемпературных катализаторов. Тогда тепло реакции окисления ЗОг можно было бы использовать в теплотехниче ких целях. [c.14]

Рациональные производственные температуры обычно ниже оптимальных для экзотермических и значительно ниже наибольщих возможных для эндотермических процессов. Это объясняется тем, что при нагревании реагирующих масс уменьшается разность температур между греющими газами (жидкостями) и нагреваемыми реагентами увеличиваются потери тепла с отходящими теплоносителями (например, с дымовыми газами, а также через стенки реактора в окружаю- б щую среду) (рис. 10). В экзотермических процессах необходимы затраты тепла на подогрев поступающих в реактор газов до температуры зажигания катализатора, следовательно, весьма важно применять активные катализаторы с низкой температурой зажигания 4. В эндотермичес-ских процессах поступающие газы необходимо нагревать так, чтобы компенсировать эндотермический эффект, потери тепла и вывести газы из реактора с температурой /к з- [c.43]

Из приведенных рассуждений следуеу, что разработка технологии приготовления катализаторов с низкой температурой зажигания имеет наибольшее значение для адиабатических процессов в неподвижном слое, а также благоприятно сказывается на выходе продукта изотермических процессов в кипящем слое катализатора. [c.51]

Температура зажигания — шшяшалъя я температура, при которой катализатор имеет активность, достаточную для автотер-мической работы в промышленных условиях. Она в значительной степени определяет ценность катализатора. Эта характеристика катализатора особенно важна для реакторов с неподвижным слоем [c.58]

Температура зажигания определяется—активностью катализа- тора, природой и концентрацией исходных реагентовГ В процессе старения катализатора температура зажигания возрастает. [c.59]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология