Реактор динамический

Количества в реакторе (динамический захват) [c.11]

До сих пор мы рассматривали случай однократного введения реагирующего вещества в реактор. Если, однако, попытаться использовать в какой-то мере хроматографические эффекты для создания технологического процесса, то, естественно, встанет вопрос о многократном введении таких импульсов в реактор и об их взаимодействии друг с другом в слое катализатора. Попытка учета этих эффектов взаимодействия была сделана в работе Рогинского и Розенталя [29]. Авторы предполагали, что на вход в реактор подавались прямоугольные импульсы в последовательности, изображенной на рис. V.16. Вещество А поступает в реактор в смеси с инертным газом в течение времени усо, а в остальное время (1 — т) ы в реактор вводится только инертный газ. Если обозначить через с° концентрацию А, непрерывно подаваемую в реактор динамического типа, то для сохранения одинакового расхода исходного вещества концентрация А в импульсе должна составлять Сд/у. На рис. V.17 для одного момента времени изображено распределение концентраций компонентов газовой смеси по длине слоя катализатора. Усредненная по длине реактора скорость прямой реакции, протекающей по первому порядку, пропорциональна только количеству А, а средняя скорость обратной реакции существенно зависит от расположения В и С. В зоне 2 (см. рис. V.17) концентрации В и С будут более высокими и, следовательно, скорость обратной реакции в этой зоне будет выше, чем в динамическом процессе. Однако в зонах 1 ж 3 обратная реакция не происходит. При благоприятном сочетании адсорбционных коэффициентов замедление обратной реакции за счет хроматографического разделения может превысить ее ускорение за счет замены исходной концентрации са на с у, ж потому можно ожидать более высоких выходов продуктов по сравнению с динамическим [c.227]

Непрерывно действующий реактор идеального смешения характеризуется, как указывалось выше, гауссовой кривой распределения по временам удерживания. Для конкретного реактора динамическую характеристику можно измерить, используя подходящую методику трассирования Ближе всего к модели идеального перемешивания подходят реакторы с мощными мешалками лопастного или пропеллерного типа, в которых перемешивается низковязкая реакционная среда. [c.345]

Среди различных реакторов динамического типа, для которых вообще всегда существует проблема подогрева газа, поступающего на контакт с твердым телом, наибольшими преимуществами перед остальными обладает реактор с псевдоожиженным слоем, во всяком случае в отношении однородности состава газа и равномерности распределения температуры по твердому образцу [5]. Однако, несмотря на эти преимущества, реакторы с псевдоожиженным слоем сравнительно редко применяются в практике кинетических исследований. Причиной этого, несомненно, являются некоторые экспериментальные трудности, возникающие при эксплуатации таких реакторов (постоянство расхода газа, стабильность ожижения в тонком слое, вынос из реактора малых частиц и т. п.) [6]. [c.44]

Основной этап расчета реактора состоит в решении стационарных уравнений при заданном состоянии исходной смеси или требуемом составе продуктов реакции. После нахождения значений основных переменных необходимо дополнительно исследовать динамические свойства процесса. Здесь мы займемся решением стационарных уравнений. [c.159]

JI. M. Письме H, И. И. И о ф ф е. Расчет оптимальных режимов химических реакторов методом динамического программирования. Реакторы идеального вытеснения. Хим. пром., Л г 4, 260 (1962). [c.302]

В наиболее общем виде математическая модель должна отражать как установившийся (статический), так и переходный (динамический) режим процесса с ограничениями на его физическое осуществление, и иметь дополнительные условия, определяющие однозначность решения уравнений модели. При создании реактора в большинстве случаев достаточно иметь математическую модель статики реактора. [c.7]

В качестве примера применения динамического программирования рассмотрим задачу из области техники расчета и проектирования реакторов. На рис. 15-22, а изображена схема ряда последовательно включенных реакторов полного смешения, причем в соответствии [c.347]

До сих пор метод динамического программирования приводился для последовательного включения элементов процесса. Если число элементов процесса в схеме очень велико, удается рассматривать всю систему как одну аппаратурно-процессную единицу, в которой состояние главного потока изменяется непрерывно в направлении течения. Приведенный пример схемы последовательно соединенных реакторов дает понятие о возможности перехода ряда дискретных реакторов (смешения) в один трубчатый реактор (вытеснения), который уже был описан в гл. И. Теперь возникает вопрос каков оптимальный температурный градиент трубчатого реактора Ответить на него можно непосредственно, не приступая на основе общих рассуждений к динамическому программированию элемента процесса непрерывного действия. [c.349]

Если бы реактор работал периодически, следовало бы ставить задачу динамической оптимизации. Можно было бы задать, например, выбор начальных составов реагентов, а также часовую подачу энергии Я, подходящих для этого способа, чтобы получить продукт требуемого качества при экстремальном значении выбранного показателя качества. Например, можно минимизировать время длительности процесса [c.488]

Динамического и химического подобия обычно нельзя достигнуть одновременно например, если остается постоянным время реакции, то число Рейнольдса, в которое входит линейная или массовая скорость, изменяется. В гетерогенных каталитических процессах полное подобие может быть достигнуто при изменении размера частиц катализатора и его активности. Если теплопередача осуществляется теплопроводностью или конвекцией, размер частиц должен быть пропорционален диаметру сосуда, а активность катализатора должна меняться обратно пропорционально квадрату диаметра реактора оба условия очень тяжелы и обычно невыполнимы. Часто имеют значение только некоторые из факторов, влияющих на реакцию, так что существенным будет равенство только тех безразмерных комплексов, в которые они входят. Например, если скоростью диффузии определяется процесс в гетерогенном реакторе, то рассмотрение одного динамического подобия будет достаточным для выяснения условий моделирования. [c.341]

При сохранении химического подобия на геометрию и режим теплопередачи также накладываются определенные ограничения, но они не являются столь жесткими, как в случае динамического подобия. В табл. 76 приведены геометрические соотношения для гомогенных и гетерогенных реакторов при двух различных соотношениях между размерами частиц и объемом аппарата. Аналогично, в табл. 77 показаны характеристики теплопередачи через стенки сосуда для модели и прототипа, объемы которых находятся в отношении 1/Х . В обеих таблицах диффузионный массообмен не учитывается. [c.347]

Третья и четвертая главы посвящены исследованию устойчивости реакторов в малом и в большом . Основной идеей этих глав является подход к химическому реактору с позиций теории динамических систем. В известном смысле эти главы являются развитием работы по исследованию динамики химических систем методами нелинейной теории колебаний, начатой, [c.8]

Стационарными называются такие режимы динамической системы, при которых ее состояние либо не изменяется во времени, либо периодически повторяется. Химические реакторы могут находиться в стационарных режимах как первого, так и второго типа. [c.61]

В случае реакторов, работающих в динамической (проточной) системе, где переменной величиной является объем реактора материальный баланс выражается следующим образом [c.26]

Если подставить эту величину в уравнение (а), получим выражение для скорости реакции в динамических реакторах, аналогичное уравнению для реакторов, работающих в статической системе [c.28]

В общем случае (в динамических системах) характер изменения этих величин не всегда одинаков и зависит от конкретного процесса. Например, при больших объемных скоростях (малое время контакта) степень конверсии будет меньше а выход увеличится. Удельная производительность возрастает пока время контакта не достигнет оптимального значения, после чего при больших объемных скоростях удельная производительность начинает уменьшаться. Сказанное можно проиллюстрировать рис. 6, на котором представлены кривые взаимного изменения этих величин при окислении метана в формальдегид в динамической системе (трубчатый реактор). [c.30]

Кинетика пиролиза метана долгое время являлась предметом многочисленных исследований. Большая часть результатов не совпадает, так как применялись различные методы экспериментов (в динамической или статической системах, аналитические и т. д.) и рабочие условия различные материалы и соотношения поверхности и объема реакторов. При изучении опубликованных данных ио кинетике пиролиза необходимо учитывать все эти факторы. [c.103]

Напомним, что в динамических процессах переменной величиной является не время контакта, а объем реактора. [c.112]

При сочетании динамических методов адсорбции с газовой хроматографией существенно повышается производительность установок. Это объясняется тем, что отпадает необходимость многократных контрольных взвешиваний образца до момента установления адсорбционного равновесия. Наибольшее распространение находит так называемый метод тепловой десорбции газов. Он заключается в следующем. В реактор с навеской катализатора, охлаждаемого в сосуде Дьюара жидким газом, подают смесь газа-носнтеля и адсорбера, из которой поглощается адсорбат. Уменьшение концентрации адсор- [c.81]

Динамическая характеристика реактора [c.90]

Точность реализации оптимального режима зависит от внутренних свойств контактного аппарата и характера внешних возмущений, неизбежных на производстве. Внутренние свойства реактора определяются параметрической чувствительностью температурных и концентрационных полей в слое катализатора к внешним воздействиям, устойчивостью стационарных режимов, запасом устойчивости, интенсивностью изменения активности катализатора во времени, наличием различного рода пространственных неоднородностей, динамическими характеристиками и т. п. [c.15]

На этапе макрокинетических исследований решают следующие задачи 1) выбор типа опытного реактора, осуществляемый в соответствии с данными об организации процесса 2) определение модели гидродинамики процесса на основе данных о структуре потоков 3) анализ диффузионных эффектов, процессов массо- и теплопереноса в аппарате и оценка соответствующих тепловых и диффузионных параметров 4) синтез статической математической модели и процесса, установление ее адекватности 5) статическая оптимизация 6) синтез динамической модели процесса и установление ее адекватности анализ параметрической чувствительности 7) анализ устойчивости теплового режима процесса 8) динамическая оптимизация. [c.29]

КОНТАКТНО-КАТАЛИТИЧЕСКИЙ РЕАКТОР КАК УПРАВЛЯЕМАЯ ДИНАМИЧЕСКАЯ СИСТЕМА [c.281]

Дорогое II. H., Цирлин А. М. Применение метода усреднения Н. Н. Боголюбова для анализа циклических режимов химических реакторов // Динамические режимы в химии и химической технологии. Новосибирск, 1979. С. 76-82. [c.367]

С принятыми в динамическом программировании обозначениями реакторы нумеруются в направлении, обратном применяемому в технологическо схеме. Состояние главного потока характеризуется концентрацией, пропорциональной расходу. Температура и время [c.347]

Кроме того, на примере оптимизации реактора изложен подход к решению реальной вариационной задачи с ограничениями типа неравенств. Решение этих задач представляет собой, вообще говоря, весьма сложную проблему. Однако задачу оптимизации реактора идеального вытеснения все же можно решить, если принять во внимание некоторые свойства оптимизируемого процесса. К сожалению, и общем случае не представляется возможным указать достаточно удобные методы решения вариационных задач с ограничениями тйпа неравенств. Поэтому для каждого конкретного процесса приходится искать са.мый удобный прием или же решать задачу с помощью других методов, например динамического программирования или принципа максимума, более приспособленных для решения таких адач. [c.222]

На этом первый этап решения оптимальной задачи методом динамического программирования заканчивается и дал .пей1инй ход решения состоит п отыскании оптимальных величин 0 для всех реакторов каскада при заданных значениях л и х причем используется формула ( 1,83) совместно с уравнениями математиче-СК01-0 описания ( 1,68). [c.274]

При производственных испытаниях были также собраны данные об устойчивости работы установки. Колебания температуры в широких пределах происходят каждый раз, когда уменьшается подача в реактор вещества А вследствие изменения потребления его аппаратами периодического действия в других цехах. Для любого элемента оборудования при невозможности написать соответствующие уравнения динамики необходимо экспериментально получить динамические характеристики. Анализ работы установки должен идти указанными выше этапами, необходимыми для того, чтобы выполнить удовлетворительный проект новой установки. Экспериментальные данные по динамике процесса можно получить обычным методом частотных характеристик2, корреляционными методами - и импульсным методом . Все они достаточно хороши, если из цитированных работ выбрать наиболее подходящую для данного конкретного случая, [c.75]

Статья Бойдстона касается метода применения динамического регулирования, предложенного Калманом с сотр. 22.23 для линеаризованной модели химического процесса. Целью работы было использование цифровой машины как составной части системы управления, позволяющей свести к минимуму время достижения реактором технологического оптимума после изменения режима питания. [c.120]

Статьи Гоулда с сотр. затрагивают проблему оптимизации управления реактором как нелинейной системы. В работе Бичера и Гоулда обсуждается возможность динамической оптимизации при помощи цифровых машин. Пользуясь методами вариационного исчисления, они вывели систему уравнений Эйлера— Лагранжа, решаемую для определения оптимального пути, по которому должен следовать процесс в реакторе после внесения возмущения. [c.120]

Установление типов бифуркаций динамических систем и условий, при которых они происходят, составляет предмет теории бифуркаций. Теория бифуркаций играет очень большую роль при исследовании конкретных динамических систем. Примеры ее применения для исследования динамики химических реакторов будут приведены ниже. Заметим, что уже в работебыло указано на связь между теорией бифуркаций и интерпретацией критических условий химической кинетики. [c.137]

Газ—жидкость— твердое тело Динамическая (полунепрерывная) Экзотер- мичес- кая Прямая гидратация олефинов УОз с ,Н4 НгО(газ) - С2Н5ОП Трубчатые реакторы При 280—300 °С, 70—80 ат, на катализаторе Н3РО4 производительность равна 200 г спирта на 1 л катализатора в 1 ч [c.40]

Реакция сополимеризации проводится в реакторе /, частично заполненном реакционной массой. Температура полимеризации обычно 20—40 °С, давление 0,3—0,6 МПа. В реактор поступает растворитель, мономеры, компоненты каталитического комплекса, а также циркулирующая газожидкостная смесь. Газовая фаза, содержащая этилен, пропилен, регулятор молекулярной массы и растворитель в количествах, определяемых динамическим равновесием между газом и жидкостью в реакторе, непрерывно выводится из аппарата и подается в конденсатор 2, где происходит ее охлаждение и частичная конденсация. Раствор полимера из реактора поступает в смеситель <3 для разрушения каталитического комплекса и смешения с водой. Иногда этой операции предшествует отдувка незаполимеризовавшегося этилена за счет снижения давления. Из смесителя < эмульсия раствор полимера — вода переводится в отстойник 4 для разделения водного и углеводородного слоев. Водный слой, содержащий продукты разрушения катализатора, подается на очистку, а частично после смешения со све- [c.306]

Множественность стационарных состояний. Важнейшая проблема оптимальной организации функционирования промышленного каталитхгческого процесса связана с множественностью-стационарных состояний, в которых может работать контактный аппарат. Проблема множественности состоит в том, что в окрестности различных стационарных состояний контактный аппарат,, как динамическая система, может вести себя по-разному. Точность прогноза поведения реактора в окрестности того или иного стационарного состояния определяется достоверностью математической модели реактора, описывающей совокупность химических, диффузионных, тепломассообменных и гидродинамических явлений в рабочем объел1е технологического аппарата. При этом одни стационарные состояния могут быть устойчивыми (установившиеся режимы, устойчивые предельные циклы), другие — неустойчивыми, чреватыми нарушениями технологических режимов п возникновением аварийных ситуаций. Границы устойчивых стационарных режимов определяются совокупностью значений параметров математической модели нестационарного процесса, при которых происходит срыв с одного устойчивого режима на другой. [c.17]

На основании результатов проведенного анализа был сделан вывод о возможности улучшения характеристик исследуемой системы путем добавления еще одного слоя контактной массы и иерерасиределения количества катализатора на нолках реактора окисления сернистого ангидрида. Использование СКДИ ADAR существенно помогло в решении и этой задачи, поскольку система обладает широкими возможностями отображения информации и вывода ее на различные устройства ЭВМ (начиная от просмотра резу.т1ьтатов в темпе счета на экране видеотерминала ( динамический вывод) и кончая получением твердой копии на печатающем устройстве), а также предоставляет исследователю возможность активного вмешательства в процесс расчета. [c.277]