Каскад реакторов конверсии

Рис. И. Зависимость изменения конверсии компонентов реакции от времени пребывания 1 — реакция первого порядка в реакторе полного вытеснения 2 — реакция первого порядка в каскаде из двух реакторов полного смешения 3 — реакция 2 порядка в реакторе полного вытеснения 4 — реакция второго порядка в реакторе полного смешения.

Следовательно, его интегральная селективность будет равна площади, ограниченной кривой, осями координат и ординатой Ха, деленной на степень конверсии. Очевидно, в каскаде реакторов полного смешения, где степень конверсии падает ступенчато, селективность реакции в каждом из аппаратов Фв, г определяется ординатами кривой при соответствующем значении Ха, а общую селективность можно рассчитать по формуле [c.348]

Каскады реакторов широко применяются в химической технологии, в частности, для окисления ЗОа в 50з, для хлорирования бензола и т. п. В промышленном исполнении каскады реакторов могут быть также в виде секционных аппаратов (например, при конверсии окиси углерода, окислении ЗОз в ЗОд, синтезе метанола, синтезе аммиака). [c.157]

В каскад автоклавных реакторов полимеризации этилена при среднем давлении подают 8200 м этилена в час и 6250 кг бензина (растворитель). Часть (30%) бензина расходуется на снятие выделяющейся теплоты. Определить степень конверсии этилена, если массовая доля полиэтилена в растворе, выходящем из каскада реакторов, равна 18%. [c.170]

В настоящее время используется несколько вариантов блочной полимеризации стирола с неполной конверсией мономера. На рис. 6.19 представлена схема такого процесса в каскаде реакторов с перемещиванием. Химико-технологическая система состоит из следующих [c.376]

Перемешивание можно проводить как в единичном аппарате, если в нем достигается необходимая конверсия, так и в каскаде реакторов (рис. 3.7), в каждом из которых достигается определенная [c.112]

Сравнение выходов продукта (продуктов) в непрерывно работающих реакторах идеального смешения и вытеснения, а также периодически действующего реактора идеального смешения и их реакционных объемов при постоянной конверсии показывает, что в случае последовательных реакций целесообразно использовать реактор периодического действия или реактор вытеснения. Однако если необходимо иметь интенсивный тепло- и массообмен между реагирующими веществами, то можно применять каскад реакторов с перемешиванием (при незначительном снижении выхода). Для последовательных реакций, когда продуктом служит промежуточное вещество, объем реактора вытеснения всегда меньше объема реактора смешения (при одинаковой степени превращения). Такое же соотношение между реакционными объемами реакторов наблюдается в случае, когда скорость реакции уменьшается вследствие накопления продуктов. [c.131]

Согласно теории оптимизации процессов, оптимальный температурный профиль в реакторах или их последовательностях соответствует максимуму дифференциальной селективности в каждом из их элементов. Тогда для расчета оптимального профиля температур в аппарате идеального вытеснения можно рекомендовать такой метод- Весь объем реактора условно делят на секции с небольшой величиной АХа в каждой из них (например, 0,05 или 0,10). Секцию рассматривают как реактор полного смешения и, применяя соответствующие алгебраические уравнения, находят toпт для каждой секции, начиная с первой. В итоге получают кривую оптимальных температур по степени конверсии. Для периодических условий разбивают общую длительность реакции на ряд промежутков с небольшими АХа, когда скорости можно считать приблизительно постоянными. При реализации процесса в каскаде реакторов полного смешения оптимальную температуру в каждом из них определяют аналогично. Во всех случаях поиск максимума селективности и соответствующей ему температуры осуществляют на цифровых ЭВМ, а в более простых случаях — на микрокалькуляторах. [c.356]

Селективность процесса по олефину высокая и близка к 100%. Процесс осуществляют в жидкой фазе (обычно в растворе того углеводорода, из которого был получен гидропероксид), при 90-110° и 2—5-кратном избытке олефина по отношению к гидропероксиду. Процесс проводят при Р = 2,5—3 МПа, т.е. при том давлении, при котором реакционная масса находится в жидком состоянии. В этих условиях реакция имеет достаточно высокую скорость при концентрации катализатора 0,001—0,005 моль на 1 моль гидропероксида, что позволяет не проводить его регенерацию. Процесс эпоксидирования можно проводить как в каскаде реакторов (рис. 8.8,fl), так и в колонне эпоксидирования (рис. 8.8,6). Выделяющееся тепло отводят с помощью встроенных змеевиков, что позволяет достигать полной конверсии гидропероксида при высокой [c.315]

Все катализаторы испытывали при постоянном составе исходной шихты (мольное соотношение вода метилфенилкарбинол = 10 1). Для каждого катализатора подбиралась температура, позволяющая достигать конверсии МФК =90 %. Эти испытания показали, что другие катализаторы не дают особых преимуществ перед Y-оксидом алюминия. Однако оксид титана на носителе тоже может использоваться в качестве катализатора. Дегидратацию на этом катализаторе проводят также в каскаде реакторов, затем стирол отделяют от непрореагировавшего метилфенилкарбинола и ацетофенона. [c.316]

Инициированная полимеризация стирола в растворе является предметом интенсивного исследования во многих странах. В соответствии с [138, 139] изложим основные результаты инициированной полимеризации стирола в бензоле. Экспериментальные и теоретические результаты сопоставлены для конверсии и ММР (получаемого методом гель-проникающей хроматографии) для периодического и непрерывного процесса в реакторе с мешалкой н в каскаде реакторов. Это одна из наиболее полных работ по математическому моделированию полимеризационных процессов. Кинетическая схема включает традиционный механизм радикальной полимеризации с учетом передачи цепи на мономер и растворитель [c.240]

Константы элементарных стадий были выбраны по литературным сведениям как аррениусовские функции температуры эффективность инициирования / была принята равной 0,6 влияние растворителя на константу обрыва было учтено введением корректирующего фактора Фр, найденного эмпирически из условия минимизации отклонения экспериментальных и расчетных данных. Точно также для корректирования модели при высокой вязкости среды Т1 оказалось необходимым ввести эмпирические соотношения типа вязкость — конверсия и константа обрыва — вязкость. В работе приводятся обширные экспериментальные сведения по корректированию и проверке модели в широком диапазоне изменений условий полимеризации. При переходе к непрерывному процессу экспериментально обоснована модель идеального смешения на модельных жидкостях в широком диапазоне вязкостей (обратим еще раз внимание на то, что при этом не может быть различена степень сегрегации) в опытном реакторе. При переходе к промышленному реактору гидродинамика его была представлена комбинированной моделью из трех объемов идеального смешения, вытеснения и застойного. Соотношения объемов подобраны экспериментально из условий совпадения степени конверсии, вычисленной теоретически и измеренной экспериментально. Подробно исследован каскад реакторов и различные способы его реализации (число ступеней, влияние рецикла на ММР) [124]. Таким образом, в анализируемом цикле исследований дано подробное моделирование процесса полимеризации на кинетическом и гидродинамическом уровнях применительно к промышленному процессу. Собственно математическая модель приводится только для кинетического уровня при периодическом процессе, а экспериментальные данные и сопоставление с моделями — как для периодического, так и для непрерывного процесса в установившемся состоянии. [c.242]

При блочной полимеризации достижение полной (до 0,99) конверсии стирола в одном реакторе экономически нерентабельно вследствие длительности процесса и необходимости поддерживать высокую температуру в конце полимеризации. Это приводит к снижению молекулярной массы полимера. Поэтому, в промышленности в настоящее время применяется метод блочной полимеризации с неполной конверсией стирола в каскаде аппаратов или в аппаратах смешения и вытеснения (интенсифицированный способ). Этот способ производства является наиболее распространенным в отечественной промышленности, им получается до 80% ПС от всего объема его, производимого в стране. [c.393]

Для всех последовательных реакций и параллельных реакций разного порядка селективность зависит от типа реакторов, что объясняется разным распределением в них концентраций реагентов и продуктов. Общее правило состоит в том, что для реакций с падающей кривой селективность — степень конверсии наибольшая селективность достигается в периодических условиях и в реакторе идеального вытеснения, а для реакций с растущей кривой Фв — — в аппарате полного смешения. Промежуточное положение занимает каскад реакторов полного смешения, который при увеличении числа аппаратов приближается к реактору идеального вытеснения не только по производительности, но и по селективности. [c.408]

Согласно условию, для каскада реакторов степени конверсии после каждого аП парата составят [c.410]

Глубина процесса риформинга определяется качеством катализата, т.е. октановым числом, которое обычно при работе по бензиновому варианту находится в интервале 85- 100 пунктов (И.М.), или содержанием суммы ароматических углеводородов при работе по ароматическому варианту [40-75% (мае.)]. Глубина риформинга зависит от совокупности многих параметров сырья, катализатора, температуры и продолжительности контактирования сырья е катализатором, давления, кратности циркуляции ВСГ, типа катализатора и т.п. Известно, что из-за большого эндотермического теплового эффекта процесс проводят в каскаде из трех-четырех реакторов с промежуточным подогревом. Поскольку газосырьевая смесь наиболее быстро охлаждается в первом реакторе, где проходят сильно эндотермические реакции дегидрирования нафтенов, время контактирования сырья с катализатором и средняя температура в этом реакторе наименьшие по сравнению с остальными реакторами. В последнем реакторе продолжается конверсия, в том числе в медленных реакциях, особенно дегидроциклизации, в нем находится больше половины общего количества катализатора. Изменение температуры в последнем реакторе незначительно, поскольку там наблюдается экзотермический эффект гидрокрекинга, для которого требуется значительное количество водорода. [c.149]

Селективность процесса в каскаде реакторов полного смешения можно рассчитать следующим образом. Вначале находят (или задают) число аппаратов, определяют степени конверсии после каждого из реакторов Ха,, и их разности АХа, и Затем по общему уравнению для аппарата I [c.348]

В действительности задача оптимизации температуры реакции и концентрации инициатора является более сложной. Так, чтобы снизить расход обычно дорогостоящего инициатора в периодических условиях, в реакторах идеального вытеснения или в каскаде реакторов, выгодно поддерживать постепенно повышающийся профиль температуры. Удельный расход инициатора при значительных его концентрациях снижается за счет уменьшения температуры, производительность реактора на завершающих этапах увеличивается за счет постепенного повышения температуры. Кроме того, можно варьировать и степень конверсии основного реагента, которая также влияет на удельный расход инициатора. [c.366]

Действительно, одну и ту же реакцию можно проводить в каскаде аппаратов с мешалками и в колонне. Аппарат, в котором проводится реакция может быть барботажным, насадочным, роторным пли тарельчатым. В качестве реактора можно также использовать одну из многочисленных конструкций контактных аппаратов [1—71. Хотя конструкция аппарата и влияет на степень конверсии (превращения) и селективность (избирательность) процесса, сущность этого процесса характеризуется не конструкцией реактора, а определенной взаимосвязью физических и химических факторов, необходимой для успешного протекания реакции. Конструкция же аппарата является только средством воздействия на эту взаимосвязь путем изменения скорости отдельных физических или химических стадий процесса. [c.9]

На основе этих кинетических данных выполнено математическое моделирование и сделан сопоставительный анализ различных типов реакторов димеризации этилена. С применением ЭВМ выполнены расчеты реактора смешения и каскада таких реакторов, а также трубчатых реакторов. Определено время пребывания т, необходимое для достижения заданной конверсии этилена в реакторах смешения и вытеснения при одних и тех же начальных условиях (табл. 10), и показано, что значение т Для реакторов смешения выше, чем для реакторов вытеснения [22, с. 44]. [c.57]

Математическое моделирование осуществлено для периодического процесса и непрерывного в каскаде реакторов. Исследуется зависимость от времени реакции или конверсии следующих показателей среднечисленной степени полимеризации Р , средневесовой степени полимеризации Р , среднесендимитационной степени полимеризации, коэффициентов [c.59]

Рекомендуются водные или щелочные промывжи [38] реакционной смеси между ступенями каскада реакторов При этом, как утверждают авторы, выход полезных продуктов не изменяется даже с увеличением степени конверсии циклогексана от 3 до 12% и составляет примерно 82% [c.63]

Реакционный раствор, содержащий гидро силаминфосфат, после отделения от него на фильтре 5 катализатора поступает на оксимирование циклогексанона в каскад реакторов 6 Образующийся в каждом реакторе циклогексаноноксим экстрагируется толуолом Степень конверсии циклогексанона составляет 98%. [c.144]

В настоящее время используется несколько вариантов блочной полимеризации стирола с неполной конверсией мономера. На рис. 5.21 представлена схема процесса с неполной конверсией стирола в каскаде реакторов с перемешиванием. Химикотехнологическая система состоит из следующих функциональных подсистем полимеризация стирола удаление и ректификация непрореагировавшего мономера фануляция полистирола. [c.418]

Гидролиз этиленгликольдиацетата рекол1ендуется проводить ири 80—160 ""С и 0,03—0,52 МПа (0,35—5,25 кгс/см2) в присутствии катализатора серной или фосфорной кислоты (менее 0,01 моль на моль эфира) в колонне или в каскаде реакторов [53, 54]. Степень конверсии эфира и селективность процесса составляют более 99%. Таким образом, общая селективность процесса получения этиленгликоля из этилена через гликольацетаты составляет более 90% (согласно [62] 97%). Это значительно выше, чем прп синтезе этиленгликоля из этилена через окись этилена, в котором селективность, с учетом образующихся ди- и триэтиленгликолей, составляет около 70% на исходный этилен. По такому способу строится завод мощностью 363 тыс. т/г этиленгликоля [54, 55]. [c.63]

Нетрудно показать, что если реакторы идеального смешения объединены последовательно в каскад реакторов иЛи представлены секционированным реактором, то удельная производительность каскада реакторов или секционированного реактора с увеличением их числа (реакторов, секций) приближается к реактору идеального вытеснения. На практике используют каскад реакторов от 2-4 до 8-10 и более, а также сочетание реакторов, например идеального смешения и идеального вытеснения. В промышленности каскад реакторов и секционированные реакторы используются для проведения окисления углеводородов в жидкой фазе молекулярным кислородом, например циклогексана в цик-логексанол и циклогексанон, изопропилбензола в гидропероксид изопропилбензола и др. При блочной (в массе) полимеризации стирола в полистирол полимеризация мономера сначала осуществляется до конверсии 0,7-0,8 в двух последовательно соединенных полимеризаторах смешения, а затем завершается до конверсии [c.184]

По первому способу окисление изопропилбензола щюводится в тарельчатой реакционной колонне или каскаде реакторов при температуре 110-120 °С, давлении 0,3-0,5 МПа, скорости накопления гидропероксида 5-7 % в час и конверсии углеводорода 25-30 %. [c.323]

По разработанному ранее варианту [151, 159, 142, с. 142] гидролиз аллилацетата проводят в жидкой фазе с использованием каскада реакторов идеального перемешивания, заполненных гранулированным катионитом КУ-2ФПП в кислотной форме. Процесс идет при температуре 85—95 °С, молярном отношении аллилацетат вода 1 (3—5) и объемной скорости 0,75—1,5 При этом достигается конверсия аллилацетата около 70% при селективности около 100%. Срок службы катионита составляет 4000 ч. Полученную реакционную массу разделяют ректификацией, в том числе азеотропной, на абсо- [c.189]

Бензойную кислоту гидрируют под давлением в присутствии палладиевого катализатора в каскаде реакторов смешения непрерывного действия 3 при 170°С и давлении 1.6 МПа. Полная конверсия бензойной кислоты достигается за один проход. Полученную циклогексанкарбоновую кислоту смешивают с олеумом и подают в многоступенчатый реактор 4, где при взаимодействии с нитрозилсерной кислотой образуется капролактам. Нитрозил-серную кислоту получают окислением аммиака с последующей абсорбцией оксидов азота олеумом. Реакционную смесь разбавляют водой в смесителе 5, непревращенную циклогексанкарбоновую [c.357]

Зонное регулирование выходных параметров. Вследствие высокой инерционности управляющих воздействий по отношению к выходным параметрам последнего реактора полимеризационного каскада, как показывает практика регулирования, не удается добиться удовлетворительного качества регулирования в одноконтурных схемах обратной связи по выходному параметру (конверсия, физико-механический показатель). Для улучшения качества регулирования применяют прием разбавки многоемкостного объекта на более простые [96, 97], приводящий к организации зонного регулирования каскада реакторов [55, 64, 98]. [c.159]

Пример № 2. Поисковые исследования по катионной сополимеризации триоксана были вьшолнены в реакторе периодического действия. Триоксан растворяли в растворителе, в котором полимер образовывался в виде суспензии набухших частиц. Молекулярная масса полимера по ходу процесса увеличивалась и достигала требуемого значения при предельных конверсиях мономера. Для проведения подобного процесса в промышленных условиях целесообразно использовать реактор периодического действия с определенным профилем температур. Вариант использования каскада реакторов смещения был отвергнут, так как транспортирование суспензии из аппарата в аппарат сопряжено с большими трудностями. [c.144]

Производительность установки Халкон составляет 81 т пропиленоксида в сутки. Для обеспечения заданной производительности в реакционный узел, состоящий из каскада реакторов с мешалками, поступает сырье в мольном соотношении пропилен гидропероксид этилбензола, равном 3,5 1. Определить массовый расход циркуляционного этилбензола, массовая доля гидропероксида этилбензола в котором равна 28 %, если степень конверсии пропилена составляет 60%, а селективность по пропилеиоксиду 86%. [c.129]

На установку с каскадом реакторов по производству пропиленоксида поступает па эпоксидирование в час 4000 кг пропилена в мольном соотношении с гидропероксидом этилбензола, равном 4,1 1. При эпокси-дировании выделяется 3612 кДж теплоты на 1 кг образовавшегося пропиленоксида. Теплоту отводят циркулирующей в змеевиках реактора водой, температура которой повышается на 30 К плотность воды 997 кг/м . Определить объемный расход охлаждающей воды, если ее мольная теплоемкость равна 75,35 Дж/(моль-К), а степень конверсии гидропероксида этиленбензола в пропиленоксид в первом реакторе равна 40 %. [c.130]

Для экзотермических реакций Кс падает с температурой, и поэтому двучлен в квадратных скобках уменьшается с повышением как степени конверсии, так и температуры, дричем пр№ приближении к равновесию он стремится к нулю. Когда движущая сила обратимой реакции (Хд—Хк) еще велика, повышение температуры сказьсвается главным образом на увеличении константы скорости, и г= Сд, о(- д—Хх) растет. Однако при малом значении (Хд—Хд) для повышения скорости становится выгодным увеличить эту разность, т. е. понизить температуру реакции. Следовательно, при каждой степени конверсии,, кроме Хд=0, для обратимой экзотермической реакции имеется некоторая температура, при которой скорость процесса и производительность реактора максимальные (рис. 86). Эта температура тем ниже, чем выше степень конверсии, и для данного случая выгоден постепенно понижающийся профиль температур (рис. 87), Последнее относится к реакторам периодического действия и идеального вытеснения. При безградиентных условиях, когда реактор работает при постоянной температуре, оптимум последней определяется ординатой кривой при заданной степени конверсии, а при использовании каскада реакторов полного смешения температуру нужно менять ступенчато в соответствии с принятой для каждого реактора степенью конверсии. [c.329]

Использование производящих функций позволяет отказаться от гипотезы квайистациорарности по радикалам и упростить вычисления полной кривой МВР или моментов распределения, особенно в случае расчета каскада реакторов [И]. Однако применение метода ограничено областью, в которой кинетические константы не зависят от длины цепи и конверсии. [c.130]

Различие в объемах растет с увеличением конверсии и порядка реакции по мономеру. Изданных, приведенных в табл. 6.2, следует, что применение каскада реакторов смешения позволяет уменьшить суммарный реакционный объем. В пределе бесконечности последовательность реакторов смешения превращается в РВНД. [c.152]

Из емкости / стирол дозировочным насосом 7 подается через теплообменник предварительного подофева 2на полимеризацию. Полимеризация стирола происходит последовательно в трех реакторах. В первом реакторе 3 процесс протекает при 110-120 °С, выходящая реакционная смесь содержит около 30% полимера во втором реакторе 4 процесс полимеризации проходит при 125—135 °С, конверсия мономера достигает 60% заканчивается процесс в третьем реакторе каскада 5 при 140-150 °С при суммарной конверсии 80—85%. Теплота реакции полимеризации отводится через рубашку реактора, испарением мономера и охлаждением конденсата в обратном холодильнике 6. [c.377]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология