Реакторы динамические режимы работы

Совершенно очевидно, что характер режима, в котором работает установка, должен зависеть от типа применяемого реактора. В частности, динамический режим можно осуществить только на проточных реакторах. Однако классификация, основанная на принципах работы реакторов, не способна отразить в полной мере сходство и различие между применяемыми установками. Так, например, она не позволяет вскрыть те возможности, которыми располагают установки для проведения кинетических исследований. Именно по этой причине необходимо указать на различия между статическим и динамическим режимами. [c.109]

Основными этапами при разработке реактора и САУ является построение математического описания процессов в реакторе, теоретическая оптимизация, качественный анализ описания, выбор типа реактора и исследование его статических и динамических свойств, определенне основных технологических и конструктивных характеристик реактора, выбор каналов управления, поиск оптимального управления и, наконец, синтез САУ. Значения многих технологических параметров и конструктивных характеристик реактора, как, например, диаметр трубки, размер зерен катализатора, в значительной мере определяющих стоимость, надежность и гидравлическое сопротивление реактора, должны выбираться с учетом реально возможного качества работы САУ. Таким образом, уровень и стоимость системы САУ могут влиять на аппаратурно-технологические решения процесса, а для реакторов, обладающих пониженной стабильностью, целиком определить эти решения. Так, неустойчивость оптимального стационарного режима приводит к частым срывам на высокотемпературный или низкотемпературный режим. Система управления реактором возвращает этот режим в окрестность неустойчивого ста-циоиарного состояния, процесс в целом оказывается нестационарным, рыскающим в окрестности этого состояния. [c.21]

Главным требованием, предъявляемым к установкам для испытания катализаторов крекинга, является эксплуатационная гибкость. Они должны работать в широких интервалах времени контакта, температур (420—600° С), при различной жесткости режима (т. е. различных отношениях краткости циркуляции катализатора к объемной скорости подачи сырья г о). Желательно также, чтобы краткость циркуляции катализатора и объемную скорость подачи сырья можно было бы регулировать независимо друг от друга. Кроме того, проводить измерение активности катализатора целесообразнее на крупных установках, производительность которых составляет несколько сот литров в день, так как на таких установках сырье перерабатывается почти с такой же глубиной и селективностью, как на действующих промышленных аппаратах крекинга. Уменьшение размера установки сильно снижает затраты, однако на небольших установках нельзя правильно воспроизвести динамический режим лифт-реакторов, так как в этих условиях трудно измерить распределение катализатора между стояком и реактором. В результате точно оценить жесткость режима крекинга очень сложно. (Эти ограничения не распространяются на реакторы с неподвижным кипящим слоем катализатора, в которых весь рабочий цикл —реакцию, продувку паром и регенерацию — проводят последовательно в одном аппарате. В установке с циркулирующим катализатором все эти три операции проводят одновременно.) [c.254]

Динамическая теория химического реактора в первую очередь должна ответить на вопросы, в каких режимах может работать реактор, при каких условиях реализуется тот или иной режим, при каких значениях параметров происходит переход с одного режима на другой. [c.129]

Вопросам анализа технологического процесса каталитического крекинга и создания систем автоматического управления, интенсифицирующих и стабилизирующих этот процесс, были посвящены экспериментально-исследовательские работы, проводившиеся на одной из технологических установок типа 43-102 Но-во-Грозненского нефтеперерабатывающего завода (1—3). В ходе работ были уточнены взаимозависимости технологических параметров, определены статические и динамические характеристики узла печь — реактор—регенератор, осуществлена реконструкция регенератора, значительно улучшившая режим его работы, и в 44 [c.44]

Идея использования методов динамического программирования для оптимизации каскада реакторов принадлежит Арису [1, 85]. Однако в его работах эта задача решалась при упрощающих предположениях об ограничениях, накладываемых на режим процесса в каскаде. [c.186]

Применение той или иной аппаратуры тесно связано с экспериментальными возможностями и зависит от принципов работы приборов, предназначенных для изучения характеристик данной гетерогенной реакции. Этот выбор обычно осуществляется в результате компромисса между необходимостью использовать как можно более удовлетворительный реактор и желанием проводить кинетический анализ с наименьшими затратами труда, учитывая нри этом реальные возможности, предоставляемые реакционной системой. Поэтому при выборе реактора очень важно знать природу тех параметров, которые должны быть измерены давление, состав, вес,к специальные физические свойства той или иной присутствующей в системе фазы и т. д. Если исследуется, например, реакция между твердым веществом и газом, то за ходом процесса можно следить, измеряя вес твердого вещества или давление газа. В этом случае можно использовать статическую систему. Если Hie необходимо изучить состав газа, то тогда можно выбрать динамический или смешанный режим. [c.109]

Вообще говоря, описанный режим является динамическим. Однако вследствие того, что вредные вещества осаждаются достаточно медленно, удается значительно упростить динамические уравнения объекта. Задачу оптимизации таких режимов будем называть задачей квазистатической оптимизации. В отличие от нее при статической оптимизации стремятся сделать процесс максимально выгодным по принятому критерию в каждый момент времени. При квазистатическом режиме такой подход неприменим из-за возможного интенсивного выделения катализаториых ядов, в результате чего активность катализатора быстро упадет и за цикл работа реактора будет далеко не оптимальной. Поэтому в данном случае приходится ставить задачу оптимизации работы реактора за цикл. В дальнейшем рассматриваются только задачи статической и квазистатической оптимизации каталитических реакторов. [c.18]

В конце тридцатых и начале сороковых годов появляются зкспериментальные работы по крекингу алканов, в которых изучают не только состав продуктов, но также кинетику термического распада индивидуальных алканов с точностью, достаточной для суждения о скорости крекинга и характере управляющих им кинетических закономерностей. В этих работах [14—20], в которых режим эксперимента регистрировали точно по сравению с ранними исследованиями [4], была изучена кинетика термического распада газообразных алканов в довольно широком интервале температуры (450 — 700°С) при атмосферном давлении, в реакторах из различных материалов (кварц, пирекс, медь, железо, монель-металл и др.), пустых или набитых кусочками материала самих реакторов. Большинство кинетических опытов были проведены динамическим методом (в струе), с предварительным подогревом газов или паров в предреакторе, малом времени контакта в реакционной зоне, с последующим химическим анализом продуктов в каждом из опытов, которые отличались, по температуре или по времени контакта. Более подробное изложение выше цитированных работ можно найти в Успехах химии [21] и кандидятской диссертации автора [221. [c.19]

Быстрый рост масштабов каталитических производств придает особую актуальность задаче оптимизации каталитических реакторов. Обычно эта задача рассматривается применительно к стационарным динамическим процессам, реже применительно к статическим процессам. В последнее время было показано существование особых хроматографических режимов работы реакторов, сущность которых сводится к совмещенив химического процесса и хроматографического разделения в одном аваарахе / /, На примере реакции дегидрирования бутиленов в дивинил в хроматографическом режиме с импульсным вводом бутиленов в поток газа носителя была установлена возможность снижения температуры реакции и звачительного по-вишения выхода продуктов по сравнению с предельными величинами для стационарного режима , [c.100]

Надо отметить, что протекание реакции в хроматографическом режиме привлекло за последнее время внимание ряда исследователей. Некоторые из них использовали статистическую трактовку, основанную на вероятностном поведении отдельных молекул. В других решались дифференциальные уравнения материального баланса и уравнения кинетики реакции [81, 82]. В случае обратимой реакции типа А 2 В первоначально введенные вещества А и В образуют два локальных пика, которые постепенно исчезают, образуя один общий пик, расположенный между ними и содержащий оба вещества при равновесных концентрациях. В недавно появившейся работе Хатари и Мураками [83] авторы, используя вычислительную машину, провели сравнение степени превращения исходных веществ и выходов продуктов для ряда типичных модельных реакций (необратимые, обратимые, последовательные), проводимых как в импульсном хроматографическом, так и в динамическом реакторах. Некоторые из полученных при этом результатов мы считаем необходимым привести. На рис. 10 показана зависимость степени превращения от относительного расстояния от входа в реактор при импульсах различной длительности для реакции А 2К. Видно, что в случае импульсной методики степень превращения значительно выше степени превращения ад, получаемой в проточном динамическом реакторе. Высоким выходам соответствуют импульсы малой длительности. Показано также, что форма импульса мало влияет на степень превращения, в особенности при малых Тд. Аналогичный результат был получен для реакций типа А К +3. В этом случае степень превращения в импульсных условиях еще больше превосходит степень превращения в проточном реакторе. Рассчитаны были также последовательные реакции типа А + В К К + В - 5 А 2К 5. Интересной особенностью таких реакций является значительное повышение выхода промежуточного продукта К при проведении реакции в хроматографических условиях, хотя степень превращения увеличивается незначительно по сравнению с проточным реактором (нижняя пунктирная кривая на рис. И). Таким образом, хроматографический режим может совершенно изменить селективность процесса — вместо одного конечного продукта получится другой. [c.49]

Большой вклад в изучение кинетических особенностей химических реакций в хроматографическом реакторе-колонке внесли исследования С. 3. Рогинского, М. И. Яновского и Г. А. Газиева с сотр. [62]. Ими было показано, что кинетические особенности реакций в хроматографических реакторах столь необычны, что необходимо рассматривать особый хроматографический режим реакций, существенно отличающийся от статического и динамического режимов. В хроматографическом режиме химическая реакция. протекает одновременно, и сопряженно с хроматографическим разделением реагентов и продуктов, что приводит к следующим особенностям процесса а) в результате хроматографического разделения в зоне реакции присутствует в основном исходный реагент б) возможно проведение обратимых реакций (нанример, типа А ч В + С) преимущественно в одном направлении, что позволяет получить выход нродзгкта, превьшхающий равновесные значения в статических условиях в) увеличивается селективность процесса, понижается температура проведения реакций, устраняются побочные реакции и т. д. г) упрощаются кинетические закономерности реакций д) открываются новые возможности изучецря начальных стадий работы катализатора. — Прим. ред. [c.29]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология