Реакторы нестационарные

Реакторы нестационарного действия с механическим перемешиванием. Известны два типа реакторов с механическим перемешиванием — вертикальные, или трубчатые , и горизонтальные. [c.71]

Таким образом, изучаемая система не имеет стационарных состояний исследуемый реактор периодического действия, как и все подобные реакторы, работает в нестационарном режиме. Поэтому для реакторов периодического действия вопрос об устойчивости стационарных состояний не имеет смысла, но может возникнуть вопрос об устойчивости того или иного нестационарного режима. Этот вопрос рассматривается в главе V. [c.73]

К настоящему времени полнее всего разработаны основы математического моделирования химических реакторов с неподвижным слоем катализатора, работающих в стационарном режиме. Прп решении таких задач, как моделирование процессов, протекающих на катализаторе с изменяющейся во времени активностью, ведение процесса в искусственно создаваемых нестационарных условиях, оптимальный пуск н остановка реактора, исследование устойчивости химических процессов, разработка системы автоматического управления и другие, важно знать динамические свойства разрабатываемого контактного аппарата. Для этого необходимо построить и исследовать математическую модель протекающего в реакторе нестационарного процесса [И]. В настоящей работе, посвященной разработке реакторов с неподвижным слоем катализатора на основе методов математического моделирования, вопросы, связанные с нестационарными процессами, будут излагаться наиболее подробно. [c.6]

Полочные контактные аппараты рассчитаны па переработку газов с концентрацией более 3,5% SO2. При их эксплуатации на газах со средней концентрацией 1,5—3,1% SO2 приходится постоянно расходовать топливо для подогрева исходного газа. Годовой расход условного топлива в традиционном аппарате той же мощности 3000 т. В то же время реактор нестационарного окисления потребляет топливо только в пусковые периоды (15—30 т условного топлива в год) и, таким образом, помимо экономии металла (табл. 8.8) позволяет сэкономить значительное количество топлива. [c.196]

Сравнивая показатели реактора нестационарного способа и оптимальные режимы работы многослойных реакторов, можно заключить следующее. При давлении 30 МПа в нестационарном режиме средний за цикл выход аммиака в одном слое катализатора примерно соответствует выходу аммиака в колонне с 2—3 адиабатическими слоями. Это достигается за счет лучшего приближения в одном слое к теоретически оптимальным условиям синтеза, что и видно на диаграмме г — Т (см. рис. 10.1), где показана линия ведения процесса в нестационарном режиме. [c.215]

Распространенный тип реакторов представляет собой сосуд, в который подаются реагенты и из которого удаляются продукты реакции, а содержимое сосуда перемешивается так, чтобы состав и температура реагирующей смеси были как можно более постоянными по всему его объему. Далее слово реактор будет употребляться без уточняющих определений применительно к тому типу реакторов, который разбирается в этой главе реакторы других типов будут именоваться полностью. Прежде всего мы выведем основные уравнения для простейше модели реактора и покажем, как с их помощью решаются задачи проектирования реактора. Некоторые экономические вопросы, связанные с проектированием, приведут нас к задачам оптимизации и управления реактором. Задачи управления потребуют исследования поведения процесса в нестационарном режиме. В конце главы будут рассмотрены недостатки простой модели идеального смешения в реакторе и вопросы расчета двухфазных процессов. [c.149]

В настоящее время для осуществления прямого синтеза органохлорсиланов применяются реакторы нестационарного действия, в которых реакционная масса перемешивается — либо мешалкой (механическое перемешивание), либо с помощью взвешенного (псевдоожиженного) слоя, создаваемого за счет высокой скорости подачи алкил- или арилгалогенида в реактор. [c.71]

Одна из наиболее важных особенностей периодических реакторов — нестационарность протекающих в них процессов и, как следствие этого, нелинейность параметров системы. Теория подобия на современном уровне не приспособлена к изучению нестационарных процессов в нелинейных системах [11, 12]. [c.54]

В настоящее время для прямого синтеза органохлорсиланов применяют реакторы нестационарного действия, в которых реакционная масса перемешивается — либо мешалкой (механиче- [c.60]

Материал книги охватывает важнейшие проблемы современной инженерной химии приложение законов физической химии к решению инженерные задач, явления переноса массы, энергии и количества движения, вопросы теории подобия, теорию химических реакторов, проблемы нестационарные процессов. Специальные главы посвящены методам математической статистики и вопросам оптимизации химико-технологических процессов. [c.5]

Формулы (УП1-275) и (У1П-276) применяются главным образом для анализа нестационарных состояний реактора полного вытеснения. Для целей проектирования реакторов достаточно уравнения, которое описывает стационарное состояние, соответствующее нормальным условиям работы аппарата (кроме периодов его пуска и остановки). [c.297]

О потоке газа или жидкости, проходяш,ем через реактор. Проведение реакций в потоке целесообразно в тех случаях, когда время реакции относительно невелико, а производительность аппарата высока и реагенты представляют собой газообразные вещества. При высоких концентрациях, когда возможны побочные реакции, применение проточных реакторов облегчает регулирование состава получаемого продукта. Большинство непрерывных процессов протекает в стационарном состоянии. Нестационарное состояние возникает при пуске и остановке аппаратов (см. стр. 132). Непрерывные процессы обычно проводят в гораздо более крупных масштабах, чем периодические. Некоторые типы реакторов непрерывного действия показаны на рис. 1У-1 и 1У-2. Характер зависимости концентраций компонентов смеси от времени и изменение концентраций по длине или высоте реактора показаны на рис. 1У-3. [c.113]

Рис. IV-12. Нестационарные процессы, протекающие в двухступенчатой батарее реакторов (к примеру 1У-7).

Эффективность перехода от стационарных режимов к искусственно создаваемым нестационарным режимам может быть обусловлена двумя основными факторами 1) воздействием изменяющихся во времени характеристик реакционной среды на катализатор 2) динамическими свойствами каталитического реактора в целом. Рассмотрим последовательно каждый из этих факторов. [c.286]

Благодаря динамическим свойствам катализатора в нестационарно работающем реакторе могут создаваться условия, близкие к теоретическим оптимальным по производительности и избирательности. Это упрощает конструкцию реактора и открывает перспективу сооружения аппаратов большой единичной мощности. [c.297]

Матрос Ю. Ш. Нестационарные процессы в каталитических реакторах. Новосибирск Наука, 1982. 258 с. [c.361]

Чтобы ответить на вопрос об устойчивости стационарного режима химического процесса, необходимо, таким образом исследовать переходные процессы в реакторе, которые описываются системой нестационарных уравнений материального и теплового баланса. Уравнения эти нелинейны и даже в простейших случаях не могут быть решены аналитически. Задачу, однако, можно существенно упростить, учитывая то, что для анализа устойчивости достаточно исследовать лишь малые отклонения от стационарного состояния. Поэтому нелинейные кинетические функции, входящие в уравнения материального и теплового балансов, можно разложить в ряд Тейлора в окрестности стационарного режима и, пренебрегая высшими членами разложения, представить их в виде линейных функций отклонения переменных от их стационарных значений. В результате получаем гораздо более простую систему линейных уравнений, правильно описывающую переходные процессы в области, достаточно близкой к стационарному состоянию. Эту линейную систему в ряде случаев удается решить или исследовать аналитически, определив тем самым общие условия устойчивости процесса. [c.324]

Для изучения процесса перемешивания в газовой фазе в случае проточного цилиндрического реактора выбирается двумерная нестационарная диффузионная модель [c.117]

Чтобы найти функцию распределения времени пребывания в реакторе, необходимо решить нестационарное уравнение, описывающее процесс распространения химически инертного трассирующего вещества [c.208]

Обычно работу катализатора делят на три периода разработку, стационарный период и падение активности. Исследователь и технолог заинтересованы в максимальной длительности стационарного периода, для которого обычно и ведется расчет реактора и выбор оптимального режима. В ряде производств, однако, приходится применять катализаторы, непрерывно меняющие свою активность и все расчеты проводить для нестационарного режима. [c.294]

В этом разделе рассмотрим вопрос об устойчивости стационарных режимов реакторов идеального смешения — простейшей из систем, исследуемых в теории химических реакторов. Б режиме идеального смешения (см. раздел УП.З) значения всех переменных одинаковы по всему объему реактора. В соответствии с этим стационарный режим реакторов данного типа описывается алгебраическими, а нестационарный — обыкновенными дифференциальными уравнениями. Такие системы принято называть системами с сосредоточенными пара- [c.324]

Таблица 8.7. Показатели работы промышленного реактора нестационарного окисления при различных нагрузках по гаяу

Различные схемы прямого синтеза алкил- и арилхлорсиланов различаются в основном по конструкции контактного аппарата. В настоящее время известны два основных типа контактных аппаратов реакторы стационарного дейстеия, в которых контактная масса находится в неподвижном слое, и реакторы нестационарного действия, в которых контактная масса подвижна. [c.70]

Реакторы нестационарного действия с псевдоожиженным слоем. В настоящее время широкое распространение для прямого синтеза алкил- и арилхлорсиланов получили аппараты, в основе работы которых лежит явление псевдоожижения. Турбулентное движение компонентов, происходящее в таком реакторе, гарантирует хорошее соприкосновение реагентов с контактной массой и равномерную температуру. Реакторы с псевдоожиженным слоем представляют собой цилиндрические аппараты различного диаметра, снабженные теплообменными элементами. На рис. 24 приведен реактор с теплообменным элементом в виде трубки Фильда, а на рис. 25 — реактор с теплообменным элементом в виде пучка труб небольшого диаметра. [c.74]

Недостаток места не позволяет нам провести исследование реакторов с кипящим слоем. Исследование всех типов реакторов ведется по одному принципу, хотя объем каждой части исследования варьируется от одного тина реактора к другому. Прежде всего ставится модель реактора, выводятся описывающие ее уравнения, и тогда становится ясным характер задач расчета реактора. Там, где это возможно, рассматриваются вопросы оптимального проектирования реактора. Часто случается, что провести оптимальный расчет не сложнее, чем обыкновенный. Даже еслп найденное оптимальное решение неосуществимо на практике, оно всегда дает напвысшие возможные показатели процесса, к которым надо стремиться при реальном проектировании реактора. Расчет реактора связан, в первую очередь, с решением стационарных уравнений. В то же время важно изучить поведение реактора в нестационарном (переходном) режиме, так как найденный стационарный режим может быть неустойчивым. В последнем случае необходимо либо отказаться от проведения процесса в этом режиме, либо стабилизировать его с помощью надлежащего регулирующего устройства. В конце каждой главы мы возвращаемся к анализу допущений, сделанных нри постановке модели реактора, и исследуем влияние отклонений от идеализированной модели на характеристики процесса. [c.10]

Четыре рассматриваемых типа реакторов связаны между собой как в физическом, так и в математическом отношении. Реактор с принудительным перемешиванием, или реактор идеального смешения, отличается от трубчатого реактора как по конструкции, так и по описывающим его уравнениям однако трубчатый реактор с достаточно интенсивным продольным перемешиванием потока приближается к режиму идеального смешения. Периодический реактор представляет собой реактор идеального смешения, в котором существует проток реагентов, но описывается он теми же уравнениями, что и простейшая модель трубчатого реактора. Термин адиабатический относится скорее к режиму реактора, чем к его конструкции, так как и реактор идеального смешения, и трубчатый, и периодический реактор могут быть адиабатическими. При исследовании различных типов реакторов нельзя в равной мере дать характеристику каждого реактора — частично из-за того, что различные вопросы изучены неодинаково полно, а частично из-за того, что некоторые проблемы трудно изложить на том доступном уровне, которого мы собираемся придерживаться в этой книге. Например, нестационарные уравнения для реактора идеального смешения являются обыкновенными дифференциальными уравнениями, и мы можем провести их анализ достаточно полно. Стационарный режим трубчатого реактора уже описывается обыкновенными дифференциальными уравнениями, а для описания его поведения в нестационарном режиме требуются дифференциальные уравнения в частных производных, анализ которых представляет весьма трудную задачу. Там, где это возможно, мы стараемся представить результаты более глубокого лнализа сложных задач в виде качественных описани11 и графиков, [c.10]

Непрерывные процессы, проводимые в нестационарном режиме, иногда называют полупериодическиАпг. Таким, например, является, процесс в реакторе [c.306]

Так как периодический реактор всегда работает в нестационарном режиме, процесс должен проводиться по определенному графику. Если же предоставить его самому себе, реакция постепенно придет к равновесию и остановится. График процесса должен составляться с учетом не только самой реакции, но и промежуточных операций удаления продуктов и заполнения реактора исходной смесью. Если ц- — стоилюсть одного моля вещества А,-, то стоимость [c.309]

Рис. IV-II. Нестационарные процессы, протекающие в непрерывнодействующем реакторе смгшения (скорость г=кС концентрация исходного раствора равна Со я—число реакторов).

Характерными чертами этих реакторов являются простота конструкции и обслуживания, а также высокая производительность в сочетании с выдачей продукции постоянного качества. В лабораторных условиях метод проведения реакций в потоке особенно пригоден для изучения кинетики быстрых реакций. Степень превращения определяют после установления стационарного режима в опытном аппарате, применяя различные физические методы, не нарушая при этом течения реакции. Измерение параметров при стационарном режиме в непрерывнодействующих реакторах удается выполнить с более высокой степенью точности, чем при нестационарном режиме в реакторах периодического действия. Степень превращения можно варьировать изменением скорости подачи и длины пути ингредиентов в реакторе. [c.140]

Первое из ус.тювий устойчивости имеет непосредственный физический смысл. Его левая часть представляет собой полную производную скорости тепловыделения кг (С, Т) по температуре с учетом соотношения между стационарными значениями концентрации ключевого вещества и температуры = Со — ip-/k ) Т — Т ) [см. формулу (VII.7)]. Правая часть неравенства (VIII.16) равна производной скорости теплоотвода по температуре (с учетом отвода тепла как движущимся потоком, так и с помощью внешнего теплоносителя). Неравенство, обратное (VIII.16), таким образом, совпадает е условием неустойчивости, выведенным в разделе II 1.3 (как было показано в разделе VII.3, оно применимо и к реакторам идеального смешения). При выводе этого условия отмечалось, что на его основании можно делать заключение только о неустойчивости процесса, но нельзя заключать, что процесс, в котором условие неустойчивости не выполнено, обязательно будет устойчивым. Действительно, строгий анализ, основанный на исследовании нестационарных урав- [c.328]

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]

Нестационарные процессы в каталитических реакторах. Под действием возмущений химический состав газовой фазы, состояние активной поверхности катализатора и температура внутри каталитического реактора могут изменяться во времени, что обусловливает функционирование реактора в нестационарном режиме. Нестационарные явления и режимы в реакторе весьма разнообразны и могут иметь как естественное, так и искусственное происхождение. Картина течения контактго-каталитическо-го процесса в нестационарных условиях резко усложняется по [c.17]

В заключение отметим, что тенденция к организации каталитического процесса в искусственно создаваемых нестационарных условиях имеет большую перспективу. По мере накопления опыта эксплуатации реакторов в искусственно создаваемых нестационарных условиях появится возможность перехода к более экономичным режимам, когда нестационарные условия порождаются естественным путем в результате возникновения в системе автоколебани [c.297]

Для реакции последнего типа в аппарате с продольным перемешиванием запишем уравнения материальных балансов по веществам Л и 5 и уравнение теплового баланса (эти уравнения характеризуют нестационарный процесс в реальных реакторах). Для обпщости перейдем к безразмерным переменным [c.168]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология