Адиабатическая реакция в аппарате идеального смешения

Пример 22.3. Адиабатическая реакция в аппарата идеального смешения Схема реакции [c.131]

Как уже отмечалось в предыдущей главе, реакторы с неподвижным слоем также могут быть адиабатическими. В других случаях тепло реакции может отводиться или подводиться через стенку реактора. В аппаратах с неподвижным слоем стенка не всегда соответствует стенке трубы. Например, в реакторе синтеза аммиака катализатор помещен между множеством узких трубок, параллельных оси большой трубы (диаметр 1,5 м) эта труба и является в данном случае трубчатым реактором . Такое устройство реактора дает возможность регулировать температуру по всему сечению аппарата, а не только по его периметру. При этом предположение об однородности условий но всему сечению реактора становится более оправданным. Мы будем исследовать только стационарные режимы такого рода одномерных реакторов, для которых единственной независимой переменной является расстояние от входа в реактор. Более сложные задачи связаны с чрезвычайными математическими трудностями и до сих пор изучены плохо. Действительно, в то время как реактор идеального смешения описывается алгебраическими или трансцендентными уравнениями в стационарном режиме и [c.255]

По кривым га " —Ха легко подобрать оптимальный по производительности вариант реакционного узла для кинетического уравнения любого вида. Так, для экзотермических реакций, проводимых в адиабатических условиях, кривая обратной скорости имеет вид, сходный с изображенным на рис. 75, и эти реакции также выгоднее всего осуществлять в последовательных аппаратах полного смешения и идеального вытеснения. [c.317]

Реактор (см. рис. 3.67) представляет собой вертикальный цилиндрический аппарат с переменным сечением по высоте. Наличие кипящего слоя позволяет классифицировать аппарат как реактор идеального вытеснения с одинаковым временем пребывания углеводородных молекул в реакционной зоне. С другой стороны, колебание объемных скоростей в кипящем слое выравнивает концентрации реагентов. Этот фактор, а также изотермичность слоя позволяют считать аппарат реактором полного смешения. Гомогенность кипящего слоя и обеспечение тепловой защиты аппарата создают интегрально-адиабатические условия, что значительно повышает константу скорости реакции и эффективность работы реактора. [c.390]

Технологическая схема прямой гидратации этилена (рис. 80) состоит из нескольких непрерывно протекающих операций 1) приготовления исходной парогазовой смеси, 2) гидратации этилена, 3) нейтрализации паров продуктов, образующихся в результате реакции, 4) рекуперации тепла рециркулирующих потоков и 5) очистки циркулирующего газа. Гидратация этилена проводится в контактном аппарате, который для защиты от коррозии выкладывается красной медью. Этилен, сжатый компрессором, смешивается с водяными парами и вся смесь направляется в теплообменник и затем в печь, откуда парогазовая смесь при 280° С поступает в гидра-татор, который заполнен твердым катализатором на высоту 8,5 м. Время контакта 18—20 с. Необходимую для процесса температуру исходной смеси можно получить смешением этилена с перегретым паром высокого давления (около 70-10 Н/м ). По режиму работы гидрататор приближается к адиабатическому реактору идеального вытеснения. [c.194]

Теоретически возможен идеальный адиабатический баланс, при котором теплота эндотермических реакций периода дегидрирования равна теплоте экзотермической реакции горения угля при регенерации. При этом дополнительный подвод тепла с газами регенерации мог бы стать ненужным и количество газа было бы сокращено во много раз. Однако процесс всегда ведут ниже точки этого баланса из-за необходимости нивелировать дымовым газом разнокачественность контактного слоя. Разнокачественность слоя может быть вызвана разными причинами. Так, в нижней части слоя кокса откладывается больше. Дефекты в загрузке катализатора приводят к плохому распределению сырья по сечению аппарата. Возможны неравномерное смешение катализатора и теплоносителя, а также местные загрязнения окислами железа, поэтому в слое могут образоваться отдельные очаги, где откладывается много угля при дегидрировании, а при регенерации развиваются очень высокие температуры. Эта тенденция от цикла к циклу усиливается, и происходит пережог катализатора. В других местах слоя может иметь место постепенное понижение температуры от цикла к циклу и, следовательно, затухание реакции. [c.97]

При моделировании, расчете и оптимизации работы реакторов стремятся применить идеальные гидродинамические модели полного омешения или идеалыного вытеснения (ом. с. 283). Для реакторов со стационарным (фильтрующим) слоем катализатора во многих случаях применима модель идеального вытеснения при адиабатическом или политермическом температурном режиме. Для описания каталитических процессов в аппаратах КС непригодны идеальные модели смешения и вытеснения. Наличие газовых пустот (пузырей) в слое катализатора и перемешивание газа и твердых частиц усложняют протекание химических процессов. Это обстоятельство находит отражение в математических моделях реакторов для таких систем, называемых двухфазными. Особенностями таких моделей является то, что реакция не протекает в зоне пузырей, а изменение концентрации реагирующих веществ происходит за счет массообмена с плотной частью слоя. В настоящее время для расчета реакторов КС широко используется так называемая пузырчатая модель, которая была исследована на процессе окисления 50г и дала хорошую сходимость с экспериментом в варианте, когда в плотной части слоя происходит полное смешение. В связи с этим можно рекомендовать эту модель для расчета и оптимизации каталитических реакторов КС окисления 50г в первой ступенп контактирования системы ДК/ДА, при этом слои катализатора изотермичны по высоте. Расчет высот слоев катализатора сводится к решению системы уравнений [c.266]