Катализатор затухание

Если распространить широко применяемый в настоящее время [96, 97] механизм циклического электронного переноса на каталитические, в частности рассматриваемые здесь, реакции, то предложенная выше схема становится еще более ясной. Действительно, если представить, что в состав циклического переходного состояния входят атомы катализатора, особенно металлического, где сдвиг электронов может передаваться без затухания на достаточно большие расстояния, то схему переноса электронов в таком переходном состоянии для реакций Сб-дегидроциклизации и гидрогенолиза удобно изобразить следующим образом [63] [c.209]

Из рнс. ХУ-32 следует, что начальная температура реакционной смеси, соответствующая затуханию контактного аппарата, зависит от активности и количества катализатора. Чем больше запас катализатора, тем меньше температура затухания . [c.518]

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]

Условие неустойчивости в форме (X, 34) широко использовано в ряде работ Борескова, Слинько и их сотр. 114—181. Эти авторы считают, что для процессов гетерогенного катализа высокая теплоемкость катализатора приводит к затуханию всех возможных колебаний и, следовательно, вопрос об устойчивости исчерпывается анализом неустойчивости типа седла, [c.454]

Применение газа с повышенным содержанием окиси углерода неприемлемо, так как на катализаторе отлагается углерод по реакции 2С0 СОг + С и катализатор дезактивируется. Снижение температуры синтеза и повышение объемной скорости ограничивается известными пределами, нарушение которых приводит к затуханию или изменению направления реакции синтеза. [c.383]

Рассмотрим подачу гааа вверх контактного аппарата. Здесь прогрев исходного газа обеспечивается образовавшимся в нижней части аппарата паром, который поднимается вверх в виде пароводяной эмульсии. Срывов или затухания процесса на этом начальном участке катализатора не наблюдается (рис.12). Но при подаче [c.60]

Для отравления, протекающего по последовательному механизму, наблюдались некоторые интересные особенности, как показано на рис. 7.23(а). Реакционная зона не двигалась первые 1500 мин, но после этого она двигалась очень быстро к выходу из слоя, и температура слоя превышала адиабатическую температуру. При 0=1570 мин реакционная зона полностью выходила из реактора. Это активное поведение, которое может серьезно повредить зерна катализатора, лучше понять путем изучения соответствующих профилей активности, показанных на рис. 7.23(6). Эти профили показывают, что область вниз по потоку от реакционной зоны отравляется раньше остальной части при протекании процесса, и поскольку реакционная зона движется по потоку, она наталкивается на область, где уже прошло закоксование. Следствием этого является быстрое затухание реакционной зоны. [c.180]

Принципиальная схема контактного аппарата со взвешенным слоем катализатора для экзотермических реакций приведена на рис. 103. В контактном аппарате имеется одна или несколько газораспределительных решеток. Реагирующая газовая смесь проходит снизу вверх, образуя над каждой полкой взвешенный слой катализатора. Продукты реакции удаляются из верхней расширенной части аппарата. Расширение предназначено для выделения из газа унесенных частиц катализатора. Отвод тепла из катализатора производится при помощи водяных холодильников, размещенных внутри слоев. Такой прием теплообмена позволяет отводить тепло интенсивно и регулировать интенсивность теплоотвода по слоям. Подбирая требуемую поверхность теплообмена в каждом слое, можно добиться максимального приближения к кривой оптимальных температур. Конструкция теплообменных устройств и всего контактного аппарата со взвешенным слоем проста не требуется сложных и громоздких промежуточных внутренних и внешних теплообменников и, кроме того, общая поверхность теплообмена значительно меньше, чем в аппаратах с фильтрующим слоем. Такое упрощение и сокращение теплообменных устройств возможно благодаря особым свойствам взвешенного слоя. Вследствие непрерывного движения твердых частиц тепло переносится конвекцией, и температура внутри слоя выравнивается. Коэффициент теплоотдачи от взвешенного слоя к поверхности теплообмена в десятки раз выше, чем для фильтрующего Слоя. По этим причинам возможен интенсивный отвод тепла из слоя без опасности затухания контактной массы, а также переработка газа с высокой концентрацией реагентов без опасности перегрева катализатора. По тем [c.268]

Как уже отмечалось, регенерация ведется подачей воздуха в поток циркулирующего инертного газа (продуктов горения), причем процесс ведут так, чтобы содержание кислорода на входе в колонну, регенерация которой производится, не было выше 1,2%. Реакция выжига кокса в каждый данный момент ограничена довольно узкой зоной катализатора, которая постепенно продвигается в колонне сверху вниз. Ход выжига регулируется подачей воздуха, а наблюдение за его протеканием ведется ири помощи термопар, установленных на ряде уровней. Необходимо, чтобы температура не превышала 560°, так как иначе создается опасность для металла корпуса реактора, может быть испорчен катализатор и утеряна возможность контроля над процессом. Важно также не допускать чрезмерного понижения температуры на входе, так как при затухании реакции ее трудно начать снова без того, чтобы не выйти за пределы допустимых температур. [c.425]

Температура затухания — минимальная температура входящего газа, необходимая для поддержания рабочего режима. Она ниже температуры зажигания, так как поверхность зерен катализатора при быстрых экзотермических реакциях может превышать температуру газа. При установившемся процессе температура затухания равна минимальной температуре входящего газа, а температура зажигания — температуре поверхности зерен катализатора. Разность между температурой зажигания и затухания определяется уравнением (16) [c.457]

Теоремы, доказанные в 4-й главе 2 части об установлении процессов циклического типа, о затухании высших гармоник через достаточно большой промежуток времени и о величинах Ю, носят столь общий характер, что они освобождают нас от необходимости детально анализировать распределение концентрационных полей в каждой частной задаче. Вместе с тем мы получаем возможность обобщить данный в части 2 метод циклов. Действительно, при учете диффузии все коэффициенты а,у, характеризующие гибель пли простое размножение активных центров при наличии цепного процесса на стенках катализатора, увеличиваются (для основных гармоник диффузионных волн) на величину Эта теорема дает возможность рассчитывать [c.219]

Таким образом, чем больше т, т. е. чем больше загружено катализатора в реактор, тем ниже температура затухания и тем больше запас устойчивости. [c.157]

В случае газовой смеси, содержащей 35% двуокиси серы, увеличение скорости реакции в результате повышения температуры поверхности катализатора по сравнению с газом очень велико. Одним и тем же значениям температуры и степени превращения в газовом потоке в этом случае могут отвечать два устойчивых режима на поверхности—низкотемпературный, отличающийся малой скоростью реакции и малым различием в температурах и концентрациях у поверхности и в газовом потоке, и высокотемпературный, отличающийся большой скоростью реакции и значительным различием в температурах и степенях превращения у поверхности и в газовом потоке (точки Л и С на рис. 43). Промежуточные режимы на поверхности в этом случае не реализуемы. Точка пересечения В прямой переноса с восходящей ветвью кривой 2 отвечает неустойчивому режиму. Возможность двух устойчивых режимов на поверхности приводит к различию температур зажигания и затухания. [c.229]

Единственным средством, позволяющим поднять температуру холодных периферийных участков, является повышение температуры газа, входящего в аппарат. По мере удлинения срока эксплуатации аппарата, для предотвращения затухания периферийных участков температуру газа, входящего в аппарат, приходится поднимать на все более высокий уровень. Так, если при работе с газовой смесью, содержащей 7% двуокиси серы, вначале удается поддерживать температуру газа, вводящего в аппарат, не выше 250°, то уже после полугодовой эксплуатации она возрастает до 270—280°. Рост температуры газа, входящего в аппарат, неизбежно приводит к повышению температуры верхнего слоя катализатора и снижению вследствие этого конечной степени превращения. В аппарате, изображенном на рис. 75, в первый месяц эксплуатации достигается степень превращения 96—96,5% после же полугодовой работы конечная степень превращения снижается до 92—Й%. Соответственно этому высокая вначале степень использования катализатора падает до 50%. [c.321]

Второй причиной частичного затухания является охлаждение подогретого газа в нижней части кольцевого зазора теплообменных элементов и в начальных слоях катализатора. Минимально допустимая температура газа, входящего в катализатор, для аппаратов с двойными трубками лежит поэтому выше, чем для простых трубчатых аппаратов. [c.322]

При осуществлении отвода тепла необходимо соблюдать определенные предосторожности. Следует учитывать, что эффективный коэффициент теплопроводности зернистых катализаторов в направлении, нормальном к газовому потоку, невелик.. Вследствие этого возможен значительный перепад температуры между центральной частью слоя и охлаждаемой, наружной частью его. С ростом интенсивности теплоотвода эта неравномерность увеличивается и может привести к затуханию наружной части слоя при одновременном перегреве центральной части выше допустимого предела. Для устранения этого осложнения следует, во-первых, применять для отвода тепла рабочее вещество с достаточно высокой температурой (не ниже температуры зажигания катализатора), компенсируя уменьшение разности температур повышением коэффициента теплопередачи. [c.334]

Количество загруженной контактной массы составляло в первом слое 23 л, во втором — 49 л, в третьем — 71 лив четвертом— 78 л. Испытания, которые проводились в течение нескольких суток в условиях режима, принятого для массы БАВ (температура входа в первый слой 440° С, во второй 470° С, в третий 450°С и в четвертый 440°С), подтвердили высокие качества промотированного неодимом катализатора. Затем была определена температура затухания катализатора, что достигалось снижением ее на входе в первый слой массы. Температура понижалась через 10° С с выдержкой при каждом новом режиме в течение 3—4 рабочих смен. После доведения до затухания первого слоя температура постепенно повышалась и определялась температура зажигания массы. [c.89]

Катализатор Расход. газа жз/ч Продолжительность испытания в заданном режиме ч Заданная температура входа газа на I слой Содержание 502 в газе % Степень превращения Температура затухания слоя И С [c.89]

Из приведенных данных следует, что введение в качестве промотора неодима снижает температуру затухания катализатора на 40° С температура зажигания промотированного неодимом катализатора составляет около 400° С. [c.89]

Примером затухания реакции из-за наличия геплопроводно-сти в обратном направлении могут служить некоторые типы каталитических реакций и пламенное горение. Рассмотрим окисление аммиака или метанола, которое осуществляют пропусканием паро-воздушной с.меси через слои платиновой или серебряной сетки соответственно. В обоих процессах теплопроводность катализатора обусловливает обратную передачу тепла, и в них обоих существует два стационарных со стояния — желательное, при почти полном иревращении, когда катализатор нагрет до красного каления, и нежелательное, когда конверсия близка к нулю, а. катализатор холодный. Для достижения верхнего стационарного состояния катализатор должен быть предварительно подогрет (например, с помощью горелки). Это состояние поддерживается до тех пор, пока катализатор остается активным (обычно к этому и стремятся). Подобные случаи подробно рассмотрены [c.164]

Содержание кислорода в дымовых газах на выходе из регенератора не должно превышать 2,5—5%. Резкое снижение содернсания свободного кислорода при высоких коксоаых нагрузках может привести к затуханию процесса горения и повышенному содержанию остаточного кокса на катализаторе. [c.28]

Далее приведены примеры численного расчета значений максимальной температуры внутри слоя катализатора и степени превращения па выходе пз реактора прп значениях параметров, соответствующих рис. 4.4. Как видно из рис. 4.11, существует критическое значение длительности цикла t , выше которого происходит затухание процесса. При 1с< 1с величина Гтах слабо зависит от продолжительности цикла, и лишь в области малых значений t наблюдается небольшое уменьшение макснмальной температуры. Гтах достигает минимальных значений при О, т. е. в скользящем режиме. Численный анализ показал, что максимальная температура в слое и средняя за цикл степень превращения х практически не зависят от величины условного времени контакта х , если только величина ТкСТк, где Тк определяет границу существования высокотемпературного устойчивого циклического режима. Увеличение т при прочих неизменных условиях лишь увеличивает температурное и концентрационное плато в слое, не изменяя выходные характеристики процесса. [c.114]

Изменение величины параметра К обусловливается изменением линейной скорости смеси и и размера зерна катализатора (1. Легко убедиться, что К монотонно увеличивается с уменьпзением линейной скорости. Как следует из оценок (4.20) и (4.21), это приводит к снижению максимальной температуры и, значит, к увеличению степени превращения для обратимых реакций. Пр заданной величине условного времени контакта т увеличение К не может быть беспредельным. При некотором X = X произойдет затухание процесса. [c.116]

Затухание колебаний температуры к концу слоя в значительной мере определяется процессами межфазного переноса массы и тепла между газом и катализатором. Результаты расчета показывают, что оптимальная продолжительность периода понижается с ростом коэффициентов межфазного обмена, прп этом увеличивается достигаемая средняя степень превращенпя. Первый вывод связан с тем, что для затухания колебаний переменных к концу слоя необходимо уменьшение периода с ростом параметра межфазного переноса. Второй вывод связан с тем, что при этом уменьшается внеш-недлффузпонное торможение. [c.138]

Каждый реактор содержит 15—55% от общей загрузки катализатора в систему. Проходя через слой катализатора, предварительно нагретое сырье в смеси с циркулирующим водородсодержащим газом подвергается риформингу. При этом затрата тепла на реакцию вызывает падение температуры реакционной смеси, т. е. процесс протекает при затухающем температурном режиме. Осуществление реакции полностью в одном адиабатическом аппарате невозможно, так как общий перепад температур был бы очень значительным. Так, для прямогонной фракции Се, содержащей 21,47о метилциклопентана и 25,4 /о циклогексаиа, при полном превращении нафтенов в бензол перепад температуры достиг бы 216 °С. Такое снижение температуры привело бы к затуханию про-цёсса и сдвинуло равновесие реакции в сторону, неблагоприятную для образования бензола. [c.201]

Изотермичность КСК является результатом его чрезвычайно высокой теплопроводности, в тысячи раз превышающей теплопроводность неподвижного слоя (см. гл. 2), а теплопроводность обусловлена перемешиванием твердых частиц (см. гл. 1). Вследствие высокой теплопроводности КСК в него можно устанавливать трубы парового котла или водяные холодильники, что недопустимо в условиях неподвижного слоя, так как приводит к переохлаждению прилегающих к трубам зерен катализатора и последующему затуханию реактора. Коэффициенты теплоотдачи от КСК к теплообменной поверхности могут быть в 10—20 раз выше, чем от неподвижного слоя или от газового потока, в результате сильно уменьшаются поверхности теплообменников в КСК Вследствие высокой теплопроводности КСК и благодаря применению мелкозернистого катализатора снимаются локальные перегревы и переохлаждения зерен, свойственные неподвижному слою. В неподвижном слое нерационально применять катализатор с размером зерен (таблеток) менее 4—5 мм из-за резкого возрастания гидравлического сопротивления АРс. В результате наблюдается внутридиф-фузионное торможение в порах зерен катализатора, и степень использования внутренней поверхности зерен в ряде каталитических процессов составляет 0,5 и ниже. В КСК АРс не зависит от размера зерна, поэтому целесообразно применять зерна такого размера, при котором достигается максимальная степень превращения. [c.262]

Франк-Каменецкий [8] показал, что для сильно эр зэтермических реакций с высокой энергией активации процесс неустойчив в определенном интервале температур поверхности катализатора. При постепенном повышении температуры газа, начиная с низких температур, при которых скорость реакции очень мала, разность температур катализатора и газа вначале возрастает медленно, а затем, при достижении определенных критических условий (температура воспламенения), сразу достигает предельного значения, определяемого уравнением [19]при р — р", Аналогично, при снижении температуры, начиная с высокой, превышающей темпера-гуру зажигания, разность температур поверхности катализатора и газа вначале мало меняется, а при приближении к определенным критическим условиям (температура затухания) резко падает. [c.412]

Температура ката затора, как видно на рис.10, недостаточна для интенсивной реакции. (Высота катализатора ограничена высотой реактора и равна Ч м). Это может привести к затуханию процесса. При увеличении температуры входящего исходного газа, например, со 160°С до 170°С каталиватор на определенной высоте разогревается до температур, необходимых для интенсивного процесса окисления этилена. При этом разогрев катализатора по высоте реактора идет быстрее, чеы разогрев воды до начала кипения. Интенсивность окисления этилена на этих участках резко возрастает, но так как вода еще не достигла температуры кипения и коэффициент теплоотдачи еще низкий /уравнение (6)/, то температура резко повышается и процесс парциального окисления первхо7лит в процесс горении (рис.II), что [c.59]

При таком способе регулировки теьшературы необходимым условием нормальной работы контактного аппарата является обеспечение полного смешения холодного и горячего потоков, отсутвие неравномерностей температуры и кон -центрации по сечению аппарата. Возникновение местных отклонений от заданного температурного резаима может привести к "затуханию" реакции в "холодных" местах и к перегреву катализатора в "горячих" местах, что в результате приводит к снижению общей производительности аппарата, [c.572]

Такие реакторы, как правило, представляют собой трубку диаметром 6 мм, содержащую несколько кубических сантиметров катализатора. Трубка намного длиннее слоя катализатора это обеспечивает достаточную поверхность для предварительного нагрева реагентов и уменьшает падение температуры к концу слоя катализатора. Трубка может быть согнута в виде буквы О и помещена в баню с кипящим слоем песка или может быть прямой и обогреваться трубчатой печью с бронзовым блоком, обеспечивающим постоянство температуры по длине. Термопару обычно вводят внутрь слоя катализатора у его конца, так как объем слоя невелик. Чаще измеряют температуру наружной стенки трубки или температуру песка в бане, принимая, что температура внутри реактора не может сильно различаться. Это допущение выполняется в случае медленных и не слишком экзотермических реакций, но наверняка не имеет смысла для сильноэкзотермических и быстрых процессов. Хороший перенос тепла у наружной поверхности необходим, но недостаточен, поскольку при низких скоростях потока теплопередачу лимитирует коэффициент теплопроводности пограничного слоя потока реагентов. Это справедливо при контакте текучей среды и с внутренней стенкой трубки, и с частицами катализатора. Вот почему в таких реакторах часто наблюдаются эффекты зажигания— затухания и невоспроизводимость результатов. Сотрудники ла- [c.65]

Некоторые недостатки адиабатических хлораторов, в том числе возможность затухания процесса при подаче холодных реагентов и неравномерность температуры, можно преодолеть, используя реакторы с псевдоожиженным слоем теплоносителя или гетерогенного катализатора (рис. 40, в). В них твердые частицы, нагревшиеся в горячей зоне за счет тепла реакции, отделяются от газов в верхней, расширенной части и опускаются по трубе в нижнюю часть аппарата. Здесь они отдают тепло исходной смеси, способствуя равномерному нагреву всего реакционного объема. Одновременно происходит истирание и унос углистых отложений. В хлораторах адиабатического типа, в том числе с псевдоожил ен-ным слоем теплоносителя, наблюдается значительное продольное перемешивание реакционной смеси, что уменьшает селективность процесса. Устранение этого недостатка путем секционирования реактора с раздельной подачей хлора и углеводорода усложняет, однако, конструкцию и редко применяется на практике. [c.163]

Температура, определяемая этой формулой со знаком минус, является критической температурой кинетического режима — температура зажигания реакции со знаком плюс определяется критическая температура внешнедиффузиоииого режима — температура затухания реакции. Температура, заключенная в интервале между корнями (111.92), соответствует неустойчивым режимам. Для рассматриваемой реакции скачкообразные изменения температуры возможны при условии, что 0у 4. Если это условие не выполняется, то температура катализатора будет плавно изменяться вместе с изменением температуры потока. При любых температурах потока система будет иметь один стационарный режим. [c.78]