Температура химическом реакторе

Большинство некаталитических процессов в системе Г — Т основано на химических реакциях и протекает при высоких температурах. Химические реакторы для осуществления такого рода процессов имеют общие характерные особенности и называются печами. [c.178]

С помощью тепловизоров анализируют температуру химических реакторов, которая нормирована в критических точ- [c.332]

В гл. 3 мы на эвристическом уровне показали, что состояние Xt системы может быть представлено марковским процессом в том и только том случае, если внешний шум белый. В этой главе мы впервые определим марковские процессы с должной математической строгостью. Затем мы сосредоточим внимание на подклассе марковских процессов, имеющих почти наверное непрерывные траектории и поэтому особенно важных для наших приложений. Действительно, во многих приложениях по причинам физического характера желательно, чтобы траектории и флуктуирующих внешних параметров и переменных, описывающих состояние системы, обладали этим свойством, т. е. были непрерывны. Например, даже если температура химического реактора сильно флуктуирует, можно тем не менее ожидать, что концентрации реагирующих веществ останутся гладкими функциями, не претерпевающими разрывов во времени. В дальнейшем, если противоположное особо не оговорено, мы всегда будем выбирать внешние шумы с непрерывными траекториями. Вопрос, который остается невыясненным, состоит в том, гарантируется ли при таком выборе непрерывность траекторий случайных величин, описывающих состояние системы, эволюция которых во времени зависит от внешнего шума. Так как эти величины удовлетворяют дифференциальному уравнению, ответ на интересующий нас вопрос заведомо утвердительный, если внешний шум не белый. В случае белого внешнего шума ответ не столь очевиден. Но, если переход к идеализации белый шум полезен, при таком переходе должно сохраняться по крайней мере такое свойство, как непрерывность траекторий случайного процесса Xt. Дифференцируемость утрачивается, что мы обсудим ниже. В гл. 5 мы покажем, что система с гауссовским белым шумом действительно может быть описана марковским процессом с почти наверное непрерывными траекториями. Именно поэтому мы уделим особое внимание таким процессам в этой главе. [c.94]

Основные типы реакторов для процессов в системе Г—Т показаны на рис. 50. Некоторые производственные высокотемпературные процессы проводятся в автоклавах, контактных аппаратах, котлах, выпарных аппаратах и т. п. Большинство некаталитических процессов между твердыми и газообразными веществами основано на химических реакциях и осуществляется при высоких температурах. Химические реакторы, применяемые для таких процессов, имеют общие характерные особенности и называются печами. [c.120]

Произведем оценку эффективности внедрения в практику эксплуатации трех методов определения то на одном из конкретных примеров. Рассмотрим систему автоматического измерения температуры химического реактора с потенциометром КСП-3 в контуре измерения. Функция распределения времени безотказной работы потенциометра определена на основании обработки статистических данных об отказах потенциометров типа КСП-3 [c.92]

Под математической моделью (математическим описанием) понимается совокупность математических зависимостей, отражающих в явной форме сущность химического процесса и связывающих его физико-химические, режимные и управляющие параметры с конструктивными особенностями реактора. В общем случае математическая модель химического реактора должна состоять из кинетических уравнений, описывающих зависимость скорости отдельных реакций от состава реагирующих веществ, температуры и давления, из уравнений массо-теплообмена и гидродинамики, материального и теплового балансов и движения потока реагирующей массы и т. д. [c.7]

Сложность и многообразие химических процессов обусловили создание весьма большого количества, различных типов химических реакторов. Это затрудняет разработку единой классификации. Обычно в качестве признаков классификации выбираются принцип действия (периодический, непрерывный, полунепрерывный), характер и свойства фаз реагирующих веществ (гетерогенные, гомогенные), характер теплового режима и распределение температур в реакционной зоне (изотермические, неизотермические, адиабатические), тип конструкции, схемы соединения реакторов и т. д. [c.14]

Проектирование химических реакторов—одна из важнейших и труднейших задач, с которыми встречается инженер-химик. Химический реактор, помимо чисто кинетических аспектов, одновременно является и теплообменником и массообменным аппаратом, и ему часто присущи некоторые черты устройств для перемещения потоков и транспорта твердого материала. Приходится нередко обеспечивать контакт между твердой, жидкой и газовой фазами, применять мешалки и другие подобные устройства, а также вести реакцию в условиях высоких температур и давлений. Возникают серьезные проблемы, связанные с контролем процесса. Наконец, требуется самый тщательный экономический анализ, чтобы получить максимум продукции нужного качества с минимальными производственными затратами. [c.9]

Программы расчетов химических реакторов при помощи вычислительных машин позволяют найти оптимальные профили температуры и состава в трубчатых реакторах - з, 54 аналогичным же образом определить наилучшие температурно-временные зависимости для периодически действующих реакторов. Также хорошо разработаны методы вычисления оптимальной высоты стационарного слоя катализатора в реакторах 5. Однако встречаются трудности при расчете реакторов полимеризации, а также в иных случаях, когда имеются лишь неполные данные о характере перемешивания. [c.175]

Рассмотрим вкратце физический смысл, который могут приобрести вышеприведенные понятия при исследовании динамики химического реактора. Если математическая модель реактора представляет собой систему обыкновенных дифференциальных уравнений, то роль переменных х,, Х2,. .., х играют концентрации реагирующих веществ и температура в реакторе. [c.24]

Применение аффинного преобразования к уравнениям, описывающим поведение химических реакторов, осложняется трансцендентностью этих уравнений и трудностью истолкования полученных результатов. Последнее обстоятельство связано с тем, что если X имеет смысл безразмерной концентрации, а г/ —безразмерной температуры, то х и у оказываются линейными комбинациями безразмерной концентрации и безразмерной температуры, не имеющими непосредственного физического смысла. [c.58]

Безразмерные переменные х, у, т пропорциональны соответственно концентрации реагента, температуре реагирующей смеси и времени. Функция f(x,y) характеризует скорость химической реак- У ции, ц> х,у)—скорость тепловыделения. Параметр X пропорционален объемной скорости входного потока, ц определяется условиями теплоотвода величина л о пропорциональна входной концентрации реагента, — линейной комбинации входной температуры смеси и температуры стенки реактора, Все параметры системы X, [c.81]

В последние годы большие усилия направлены на получение данных, необходимых для проектирования химических реакторов (температура и давление, соответствующие определенным исходному и конечному составу реакционной смеси, текучесть компонентов, эффективность контактирования реагентов, катализатор и т. п.). [c.11]

Основные каталитические процессы в нефтехимической и химической промышленности характеризуются многостадийностью собственно химических превращений при значительном числе участвующих в них реактантов. Последнее является причиной многомерности и сложности математических моделей, в которые входят большое количество уравнений, в первую очередь материального и теплового балансов. Практическое использование подобных моделей затруднительно, ибо для получения на ЭВМ полей концентраций реагентов и температуры в реакторе требуются большие затраты машинного времени. Это приводит во многих практических ситуациях к чрезмерному усложнению процедур структурной и параметрической идентификации и к невозможности научно обоснованного выбора математической модели каталитического процесса, отражающей результаты промышленного эксперимента в широком диапазоне изменения технологических параметров. Эффективный путь преодоления этих трудностей состоит в сокращении размерности уравнений модели за счет априори построенных уравнений инвариантов физико-химических (реакторных) систем. Инварианты позволяют также осуществить предварительную оценку параметров реакторных моделей, проверить обоснованность выбора граничных условий. [c.242]

Работа химического реактора, в особенности многофазного, определяется взаимосвязью физических и химических процессов, протекающих в системе. Эта взаимосвязь определяет распределение полей концентраций и температуры в реакторе. Изменение этих полей и воздействие подобного изменения на работу реактора составляет сущность влияния физических процессов на процессы химические. [c.21]

Основные положения. В любое из расчетных уравнений химического процесса входит ряд переменных время контакта, температура потока на входе в реактор и температура теплоносителя, скорость потока, диаметр зерна катализатора и т. д., значения которых можно изменять в более или менее широких пределах. Приступая к проектированию химического реактора, необходимо выбрать значения этих переменных так, чтобы добиться наилучшего результата процесса. Число и номенклатура варьируемых пере менных определяются принятым типом реактора и его схемой. Последняя также должна быть выбрана оптимальной, а этого в большинстве случаев можно добиться только путем сравнения наилучших результатов процесса, достижимых в реакторах различных типов. [c.365]

Из уравнения кинетики теплопередачи определяется продолжительность операции. После того, как температура в реакторе достигнет требуемой величины. начинается химическая реакция. [c.132]

Температура. При температурах ниже 300—340 °С химические превращения незначительны. С повышением температуры от 340 до 400 °С степень превращения углеводородов возрастает при дальнейшем увеличении температуры растет доля реакций крекинга и поликонденсации. Однако поскольку с течением времени отложения кокса на катализаторе увеличиваются, его активность падает. Для сохранения постоянной глубины гидрирования температуру в реакторе повышают, в конце рабочего пробега катализатора она может превышать начальную на 20— 60 °С. [c.239]

Если можно предсказать, как будут изменяться характеристики реакционной системы в различных условиях (скорость реакции и равновесные состояния при изменении температуры и давления), то удается сравнить результаты различного аппаратурного оформления процесса (адиабатический или изотермический процесс, единичный реактор или комбинация реакторов, проточная или периодически действующая система) и экономически оценить эффективность указанных вариантов. Только в этом случае можно надеяться, что достигнуто наилучшее оформление процесса для данных условий. К сожалению, в практике создания химических реакторов редко все бывает так просто. Часто мы не располагаем достаточными данными для сопоставления результатов расчета, не всегда можем преодолеть математические трудности или, что более вероятно, не имеем возможности тратить слишком много времени и усилий для решения математических задач. Кроме того, нельзя достаточно уверенно рассчитать реактор в отрыве от всего производства в целом. Таким образом, расчет реак/ора представляет собой некоторый компромисс между недопустимостью больших затрат труда и времени, с одной стороны, и экономическим риском принять плохое технологическое решение, с другой стороны. [c.105]

Во-вторых, химические реакции постоянно сопровождаются тепловыми эффектами, которые иногда могут быть достаточно большими для того, чтобы вызвать заметное изменение температуры реакционной массы. Следовательно, тепловые эффекты реакций нужно учитывать при расчете соответствующих химических реакторов. Однако гораздо важнее знать, какую пользу можно извлечь из тепловых эффектов, выбирая тот или иной тип реактора, и как употребить выделяющееся тепло в теплообменной аппаратуре. [c.205]

Приведем математическое определение устойчивости химического реактора. Пусть X/ (t = 1, 2,. . п) параметры (концентрации, температуры и т. д.), характеризующие работу реактора. Система дифференциальных уравнений [c.506]

При более высоких температурах в реакторах с кипящим-слоем образуются диеновые и ароматические углеводороды. Эти соединения, как известно, вызывают образование углистых отложений. Такие реакции представляют собой процессы химического загрязнения. Если работавший катализатор Синтол последовательно экстрагировать гептаном, бензолом и пиридином, то отношение Н/С в экстрактах уменьшается от 1,7 до 0,9 и 0,8 соответственно. Последующая обработка катализатора водородом при 400 дает маслянистые продукты. Это показывает, что на катализаторе остались нерастворимые в пиридине отложения, которые в результате гидрокрекинга превращаются в масла и, по-видимому, блокируют активные центры. Если отработанный катализатор такого типа восстановить в реакторе водородом, то его активность станет близкой к исходной. [c.177]

Бирюков В. В. Особенности периодических реакторов как объектов регулирования температуры.— Химическая промышленность , 1963, № 6, с. 453—457. [c.109]

Рассмотрим систему, описывающую стационарный режим в химическом реакторе, в котором протекает адиабатический процесс с продольным перемешиванием. Концентрация х и температура 0 определяются из системы уравнений [c.91]

Всю совокупность отклонения параметра от среднего значения будем называть пространственной неоднородностью [1]. Очевидно, что их влияние будет возрастать по мере повышения мощности аппаратов. Неоднородности, встречающиеся в химических реакторах, можно разделить на две группы внешние вг внутренние. К внешним относятся отклонения температуры и состава исходной смеси, возникающие из-за неполного смешения подводимых к слою катализатора газов, а также неоднородность скорости потока на входе в реакционный объем. К внутренним можно отнести различие в величине активности катализатора в отдельных частях реактора, неоднородности засыпки и проницаемости катализатора, флуктуации пористости и проницаемости с характерным размером, определяемым несколькими диаметрами зерен, и некоторые другие. [c.57]

В результате численного исследования модели химического реактора определяются поля концентраций и температуры в любой точке реактора или его фрагмента, выход продукта. По характеру течения и полям концентраций и температуры можно сформулировать рекомендации по изменению геометрии проектируемого аппарата и оптимизации режимов его работы. [c.39]

Тогда max (/ (Ау), fi (А2), /< Из)) = 1,0. Таким образом, для температуры входного потока 280 С наиболее подходит второй тип химического реактора. [c.117]

В основном регулирование производится почти всегда автоматически и должно охватывать все основные параметры процесса. Автоматическое регулирование основных параметров химических реакторов (температура, давление, расход, уровень, плотность, влажность, состав, вязкость, pH) дает следующие преимущества [c.372]

Определим адекватность разработанной модели действительным процессам старения СУХТП в условиях эксплуатации. Рассмотрим систему автоматического измерения температуры химического реактора, имеющую в контуре измерения потенциометр КСП-3. Класс точности измерения потенциометра 1,0. [c.98]

В соответствии с механизмом протекания реакций гпдроочистки моторных топлив скорость реакции зависит от химической природы сырья физических свойств сырья типа катализатора и его состояния парциального давления водорода объемной скорости температуры конструкции реактора. [c.44]

Следовательно, в модели скорость реакции должна быть К -кратной. Однако по уравнению (11-114) в системах только тогда достигается тепловое подобие, когда температура в соответственных точках модели и промышленного аппарата совпадают, т. е. температурные члены (скалярные поля) полностью соответствуют друг другу но равенство температур является условием одинаковой скорости реакций, и поэтому уравнение (11-119) невыполнимо. Эти выводы показывают, что при увеличении масштаба химических реакторов следует довольствоваться лишь приближенным подобием, для чего инженер должен знать главные влияющие на процесс величины. Основные работы в этой области выполнены Корахом [161. [c.233]

Опасность проведения химических процессов синтеза ДЭАХ обусловлена рядом факторов прежде всего возможностью повышения давления и температуры в реакторах синтеза на первой стадии при подаче в пих завышенного количества хлорэтила. При повышенной температуре могут активно развиваться побочные весьма опасные процессы, в том числе возможно протекание реакции [c.158]

Рис. 1-4. Схематическое изо- , г). Под управляющими понимают па-браже ие процесса. раметры, на которые можно оказывать прямое воздействие в соответствии с теми или иными требованиями, что позволяет управлять процессом. Такими параметрами для химического реактора могут быть, например, регулируемое количество исходной смеси, подаваемой в реактор, регулируемые давление в реакторе и температура теплоносителя и т. д.

Неоднократно наблюдались автоколебания в промышлеины - химических реакторах. Исследованию этого вопроса в последние годы уделяется все большее внимание, особенно в связи с проблемами автоматического управления реакторами. Для иллюстраци1[ автоколебаний в реакторах на рис. 1У-18 приведена одна из осциллограмм колебаний температуры, наблюдаемых при некоторых условиях в крупнотоннажном промышленном реакторе для производства полиэтилена [c.145]

В перспектпве предполагается использовать природный газ в качестве дешевого топлива для высокотемпературных химических реакторов, работающих при температуре 800—1200° С в качестве горючего для тепловозов и сверхзвуковых самолетов. Спрос на природный газ в ФРГ растет быстрыми темпами. Без поставок природного газа газовое хозяйство ФРГ было бы обречено на застой. Природный газ оказывает серьезную конкуренцию мазуту, электроэнергии и углю в бытовом секторе и промышленности, на которые приходится соответственно 25 и 75% потребления газа в стране. Спрос на природный газ в энергетической промышленности носит опережающий характер по сравнению со средним уровнем спроса на другие энергоносители. [c.58]

Если заданы массовый поток, теплоемкость реагирующей смеси и изменение ее состава в реакторе, то расчет по (У.13) позволяет определить изменение температуры в реакторе. Величины ДЯ12 для разных реакций изомеризации и АЯк легко рассчитываются методами химической термодинамики. [c.162]

Интерэктность ХТС —это способность элементов, образующих систему, взаимодействовать между собой в процессе функционирования системы. Для каждого элемента ХТС взаимодействие между параметрами его входных и выходных потоков (или входных и выходных переменных элемента) обусловлено физикохимическими условиями протекания технологического процесса. Например, для химического реактора существует взаимодействие или взаимовлияние состава входного потока и температуры выходного потока для абсорбционного аппарата—взаимодействие рас- [c.40]

Синтез реакторных систем. В практике исследований синтез реакторных систем в основном ограничивается вопросами распределения нагрузок на параллельно работаюш ие системы, распределения времени пребывания в каскадах реакторов и как самостоятельная проблема не получил достаточного развития. Большое число оптимизационных задач химических реакторов решается для исследования распределения температур, времени пребывания, старения катализатора, его регенерации и так далее, т. е. частным вопросам повышения эффективности единичных реакторов. Большое внимание уделяется также исследованию гидродинамической структуры потоков одно- и многофазных ре акторов. Вместе с тем стадия химического превращения является лишь частью химического производства и связана по крайней мере материальными потоками с другими стадиями. Подход, используемый при оптимизации технологдческой схемы на основе аддитивности критерия, не может обеспечить глобального оптимума. Большой интерес с точки зрения интегрального подхода к синтезу технологической схемы представляют реакторы с рециклами, с тепловым объединением. Очевидно, решение этих задач следует проводить совместно с синтезом схем химического превращения, так же как и с последующей стадией — выделением продуктов реакции. [c.452]

К регламентированным переменным относят следующие технологические параметры ХТС массовый расход, состав, температуру и давление потоков сырья (например, для систем очистки технологических газов) массовый расход, состав и температуру готовых продуктов параметры потоков теплоносителей на входе подсистем с химическими реакторами тип и активность катализаторов химических превращений параметры потоков теплоносителей или хладоагентов на входе и выходе подсистем с теплооблюнниками, а также параметры технологических режимов функционирования элементов или подсистем, которые обусловливают протекание технологических процессов в требуемом направлении. [c.64]

При проектировании реакторов, в которых осуществляются процессы между газообразной фазой и твердыми частицами, необходимо учитывать три фактора кинетику химической реакции, протекающей на поверхности одиночной частицы, распределение размеров частиц в исследуемом слое материала и гидродинамические условия, при которых находятся в аппарате газовая и твердая фазы. В тех случаях, когда кинетическая картина процесса сложна и недостаточно изучена, когда продукты реакции образуют обволакивающую среду и температура в реакторе значительно изменяется от точки к точке, исследование процесса затрудняется, расчет его в значительной степени базируется на экспериментальных данных-, накопленных лшоголетним опытом эксплуатации производства, и вновь создаваемые аппараты почти не отличаются от ранее действовавших. Доменные печи являются, вероятно, наиболее типичным промышленным примером подобных систем. [c.346]

Рассмотрим нути решения проблемы оппсання гидродинамики аппаратов с неподвижным слоем катализатора. Важная роль гидродинамики в работе химических реакторов вытекает из того, что конвективный вклад в полные потоки тепла и массы является наиболее значительным и потому сильно влияющим на распределение температуры и концентрации компонент в аппарате. Наиболее благоприятным для осуществления физико-химических превращений является равномерное (однородное) течение реагентов внутри слоя. Долгое время считалось, что внутри зернистого слоя, состоящего из частиц одинакового размера, поток всегда является однородным с макроскопической точки зрения, поскольку зернистые слои сами но себе являются эффективными выравнивающими устройствами. Однако более детальные экспериментальные измерения, проведенные в последние десять лет, показали, что во многих случаях зернистый слой не только пе вырас-нпвает ноток полностью, а сам является причиной возникновения глобальных гидродинамических неоднородностей. Таким образом, проблема гидродинамического описания реакторов с ненодви.к-пым зернистым слоем (НЗС), но существу, является новой проблемой, которой прежде пе занимались. Отметим, что с практи- [c.53]

На основании двух и более доказательств цели (или подцели) независимо подтверждаются или опровергаются (в случае противоречивых доказательств), если связь комбинированная. Например, рассмотрим задачу технической диагностики отказа химического реактора. Пусть факг (симптом) 1 концентрация продуктов малая — надежно со степенью 0,6, а факт (симптом) 2 — температура в реакторе больше регламентированного значения — надежно со степенью только 0,5. Состояние отказа при наблюдении только одного из факт ов можно подтвердить с надежностью 0,6 или 0,5. Но если рассмотреть оба симптома, то, естественно, нужно считать, что отказ более достоверен. Если выполнить операцию КОМБ , то получают, скажем, надежность 0,8. Если же наоборот, пусть симптом [c.99]

Рассмот11ИМ задачу принятия решения о выборе химического реактора. Пусть имеется возможность выбора одного из Т1>ех различных реакторов. Выход зависит от температуры входного потока реагентов [54]. По условию задачи считается, что [c.116]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология