Степень превращения эндотермических

Рис. УП1-6. Зависимость степени превращения от температуры для обратимых эндотермических реакций, протекающих в изотермических условиях (проточный реактор идеального смешения реактор идеального вытеснения реактор периодического действия).

Выход продукта обратимой эндотермической реакции монотонно повышается с ростом температуры по затухающей кривой (рис. 41, стр. 74). Для экзотермических процессов степень превращения изменяется с ростом температуры по экстремальной кривой (рис 40, стр. 74), т. е. имеется оптимальная температура, соответствующая максимальной степени превращения. [c.69]

Когда реакция протекает адиабатически, т. е. в условиях, когда стенки реактора изолированы настолько хорошо, что потери тепла в направлениях, перпендикулярных потоку, пренебрежимо малы. В этом случае температура будет возрастать или снижаться вдоль оси реактора в зависимости от того, является ли реакция экзотермической или эндотермической, причем характер изменения легко определить, зная теплоту реакции. Для этой цели составляется тепловой баланс, учитывающий изменение температуры от входа в реактор до заданного поперечного сечения в зависимости от величины переменной у, которая характеризует степень превращения в этом поперечном сечении. Константа скорости (зависимость которой от температуры предполагается известной) таким образом становится функцией у, после чего интегрирование указанных уравнений может быть осуществлено либо численными, либо графическими методами. Эти методы описываются в Приложении И к настоящей главе [c.51]

Из равенства (1,44) вытекает, что с ростом константы равновесия К увеличивается равновесная степень превращения. При эндотермических реакциях увеличение температуры ведет к увеличению величины К, в экзотермических — к ее уменьшению, В принципе константа равновесия не зависит от давления, если принять за основу стандартное состояние. [c.20]

Для обратимых эндотермических реакций повышение температуры приводит к возрастанию равновесной степени превращения и к увеличению скорости реакции (см. рис. VHI-l). Поэтому так же, как и в случае необратимых реакций, процесс необходимо осуществлять при максимально возможной температуре. [c.217]

При протекании реагирующей фазы в пустой трубе важную роль играет выделение или поглощение тепла, вызванное химической реакцией. Если реакция экзотермическая, то около стенок трубы скорость уменьшается и радиальный профиль концентрации будет плоским. В случае эндотермической реакции степень превращения в пристенном слое увеличится, так как температура у стенок будет выше Причиной этих явлений служит радиальное движение массы, возникающее вследствие турбулентной диффузии [c.53]

Влияние сегрегации. Сравнение состояния сегрегации с уровнем молекулярного смешения для эндотермических реакций показывает, что наивысшая степень превраш,ения достигается при сегрегированном состоянии реакций всех порядков. Разница между этим результатом и результатом, рассмотренным при изотермических условиях, для которых существен порядок реакции, обязана характеру изменения скорости процесса. В эндотермической системе скорость уменьшается с увеличением степени превращения вследствие расходования реагентов и уменьшения температуры системы. Для описанных выше систем температурный эффект был большим, чем компенсация, обусловленная порядком реакции. [c.113]

Примечание. — производительность аппарата по жидкости — расход газа, приведенный к рабочим условиям р — давление в реакторе Тр — время окисления продукта до требуемой степени превращения р — теплота реакции при окислении 1 кг сырья (+— экзотермическая и--эндотермическая реакции) — температура реакции 6 — наибольшая (наименьшая) допустимая [c.292]

Подставляя выражение (У-17) в соотношение (У-15) полу-чпм, что фактор (У-17) меньше единицы. Следовательно, в адиабатическом реакторе идеального вытеснения для эндотермических реакций всегда достигается более высокая степень превращения на единицу объема. [c.111]

Рпс. IV-5. Степень превращения п температура как функции количества катализатора для эндотермической реакции в трубчатом реакторе (к примеру IV-4). [c.126]

Рис. У1П-14. Зависимость скорости эндотермических реакций от степени превращения для различных комбинаций проточных реакторов и теплообменников

Усовершенствование микросферического ЦСК, узла подачи тяжелого сырья, монтаж охлаждающей поверхности внутри или вне регенератора позволили постепенно повышать температуру конца кипения вакуумного газойля и затем приступить к решению главной задачи углубления переработки нефти, а именно, к крекингу мазута и гудрона, являющемуся малоотходным процессом. На первом этапе были решены трудности, связанные с переработкой кокса образующийся в процессе кокс сжигается в регенераторе, а выделяющееся при этом тепло используется для поддержания эндотермической реакции крекинга, выработки электроэнергии для компримирования воздуха, подаваемого в регенератор и водяного пара высокого давления, который не только обеспечивает полное удовлетворение потребности в паре самого процесса, но в значительных количествах отпускается на сторону. Однако этого оказалось недостаточно. Отравление катализатора обусловлено не только коксообразованием (четыре типа кокса), т.е. обратимой и необратимой дезактивацией катализатора из-за отложения на нем металлов (Ni, V, Na). В табл. 5.11 приведено сравнение качества сырья, расхода катализатора и выхода продуктов при крекинге мазута и вакуумного газойля. Видно, что коксуемость мазута в 30 раз больше, чем у вакуумного газойля, а содержание металлов и расход катализатора - соответственно в 340 и в 14 раз, несмотря на меньшую (37%) степень превращения. Большой расход катализатора делает процесс нерентабельным. Поэтому на первом этапе утяжеления сырья каталитическому крекингу подвергают прямогонный мазут благородных нефтей с содержанием металлов не более 30 мг/кг. Мазуты и гудроны с большим содержанием металлов нуждаются в предварительной подготовке. В качестве процесса предварительной подготовки гудронов выбран блок APT. На рис. 5.8 показана схема установки каталитического крекинга мазутов Эйч-Оу-Си с содержанием металлов не более 30 мг/кг или гудронов после подготовки на блоке APT. [c.128]

Второй закон термодинамики рассматривает вопрос о движущей силе всех совершающихся в природе самопроизвольных процессов. Первый закон термодинамики не затрагивает этого вопроса. В прошлом веке за меру движущей силы реакции принимали тепловой эффект реакции. Томсон и Бертло считали, что самопроизвольно протекают только экзотермические реакции, а эндотермические, как правило, не являются самопроизвольными. Однако этому противоречило существование самопроизвольно протекающих, но в то же время эндотермических процессов растворения многих веществ, а также многих равновесных процессов, степень превращения в которых соизмеримы в прямом и обратном направлениях (если в прямом направлении идет экзотермическая реакция, то при установлении равновесия должен протекать и обратный процесс и в соответствии с первым законом термодинамики обратная реакция должна быть эндотермической). [c.233]

Реагент (углеводород) подогревают до 600—690° С, а пар до 930—950° С отдельно один от другого в трубчатой печи, после чего вводят в реактор под давлением 2,4 ат. Реактором является хорошо изолированная труба довольно большой длины с объемом, обеспечивающим время контакта 1 сек. Соотношение между паром и углеводородом достаточно велико (—8 1), так что при сравнительно больших степенях превращения снижение температуры вследствие протекания эндотермической реакции будет относительно небольшим. [c.107]

В случае экзотермической реакции повышение температуры сперва приводит к увеличению степени превращения, а затем к ее уменьшению. Поэтому при данном времени реакции т степень превращения для экзотермической реакции достигает максимума (рис. ХХП-1, а). Для эндотермической реакции степень превращения возрастает с повышением температуры. Поэтому для проведения таких реакций следует принимать максимальную температуру, определяемую технологическими и иными ограничениями (стойкостью продуктов реакции и исходных веществ, экономическими соображениями и т. п.). [c.374]

Как видно из рис. 4, для эндотермических реакций с увеличением температуры степень превращения и равновесный выход возрастают. Поэтому такие реакции желательно проводить при максимально возможной температуре, которая определяется стойкостью конструкционных материалов, экономическими затратами на достижение высоких температур, разложением исходных веществ и продуктов реакции и другими причинами. Для эндотермических реакций существует экономически рациональная температура, определяемая сопоставлением энергетических затрат и затрат на термостойкие материалы с экономическим эффектом интенсификации процесса вследствие повышения температуры. [c.80]

Рис. 1.5. Общий вид зависимости степени превращения от температуры для экзотермических (а) и эндотермических (в) реакций.

Повышение температуры эндотермического процесса вызывает монотонное возрастание степени превращения по затухающей кривой (рис. 41). Однако при повышении температуры могут возникать побочные реакции поэтому выход целевого продукта, например, бутадиена при каталитическом превращении этилового спирта или бензина в процессе каталитического крекинга, может проходить через максимум, хотя основная реакция эндотермическая. [c.75]

При эндотермическом режиме самопроизвольная изотерма (кривая 2, рис. 46, б) приводит к понижению констант скорости по сравнению с адиабатой. Однако, используя высокую эффективную теплопроводность слоя и весьма большие коэффициенты теплоотдачи в реакторах смешения, следует подводить тепло непосредственно в слой катализатора и достигать увеличения движущей силы и максимальной степени превращения. Если количество подведенного тепла пр<С < < р (кривая 5), то уже достигается увеличение температуры и [c.83]

Рис 4. Зависимость степени превращении от температуры для обратимых эндотермических реакций [c.79]

Для эндотермических процессов при равенстве начальных температур изотермы и адиабаты а. н изотермический режим (кривая 2, рис. 14,6) приводит к снижению средней температуры слоя катализатора, по сравнению с адиабатическим (кривая /, рис. 14,6) и, следовательно, к снижению скорости процесса. Однако, используя высокую эффективную теплопроводность слоя и весьма большие коэффициенты теплоотдачи в изотермических реакторах смешения, следует подводить тепло непосредственно в слой катализатора и достигать увеличения максимальной степени превращения по сравнению с адиабатой (см. изотермы 5 и на рис. 14,6). [c.51]

В лаборатории контактные реакции в газовой фазе проводят в реакторах трубчатого типа. При экзотермических процессах, ввиду легкости перегрева катализатора под влиянием выделяющегося в процессе реакции тепла, реакционная трубка должна иметь, как правило, небольшой диаметр (около 24 мм). При эндотермических процессах трубка может иметь диаметр -60 мм и более, в зависимости от желаемой степени превращения реагентов и скорости их подачи. При экзотермической реакции работают с большим избытком одного из реагентов, главным образом для уменьшения перегрева вещества и связанной с этим возможности сдвига равновесия. Например, при гидрировании применяют 30—40-кратный избыток водорода. Это дает возможность поддерживать требуемую температуру контактирования даже при значительной нагрузке гидрируемого вещества на катализатор. Периодические реакции при повышенном дав- [c.834]

Дегидрирование проводили при 380° в токе водорода над катализатором из окиси цинка, который получали нагреванием пемзы, пропитанной ацетатом цинка. Вследствие эндотермического характера реакции (табл. 63) процесс вели в трубчатом реакторе, узкие длинные трубки которого обогревали дымовыми газами. Фактическое превращение достигало 98%. При 380° Кр должно равняться приблизительно 63, и, таким образом, если даже в исходной смеси на каждый моль смеси ацетона и изопропилового спирта присутствует 10 молей водорода, равновесная степень превращения превышает 99%. [c.315]

При увеличении температуры равновесия степень превращения увеличивается для эндотермических реакций и снижается для экзотермических. Для реакций, идущих с изменением объема в газовой фазе, при возрастании давления степень превращения увеличивается, когда число молей в реакции уменьшается, и снижается, когда оно увеличивается. Зная величину константы равновесия, мб жно вычислить количества веществ в равновесных для данной реакции состояниях, а отсюда и максимальные выходы продуктов реакции в данных условиях. [c.285]

Экспериментально установлено, что при повышении температуры увеличивается степень превращения иодоводорода в Нл и Ь. Какой является эта реакция — экзотермической или эндотермической [c.34]

Из адиабатических аппаратов наиболее простойконструкциеп обладают так называемые емкостные контактные аппараты, обычно представляющие собой металлические цилиндры в их нижней части находится решетка, на которую насыпают катализатор в виде различного типа гранул. Газы предпочтительно направлять в аппарат сверху вниз. Возможность полезно использовать значительную часть объема таких аппаратов и предельная простота конструкции делают их очень дешевыми в изготовлении. Отсутствие приспособлений для теплообмена ограничивает применение емкостных контактных аппаратов. Они пригодны для проведения 1) процессов с небольшим тепловым эффектом 2) процессов, не очень чувствительных к изменению температуры 3) процессов с малой степенью превращения за проход. Как правило, эндотермические процессы легко осуществимы в емкостных реакторах. В нефтехимической промышленностп емкостные адиабатические реакторы применяют, например, для таких многотоннажных процессов, как платформинг. [c.264]

Рис. 41. Зависимость выхода продукта от температуры для эндотермических обратимых процессов зср—равновесный х — степень превращения (t, Р, Сд, g) = onst.

Анализируя характер влияния температуры на константу равновесия и степень превращения, можно заметить, что увеличение температуры всегда смещает равновесие в эндотермическом направлении. Это значит, например, что если реакция экзотермическая, то при й.Т>0 равновесие смещается влево, т. е. в направлении, когда выделение теплоты уменьшается. И наоборот, если реакция эндотермическая, то увеличение температуры смещает равновесие вправо, т. е. в направлении, когда поглощение теплоты увеличивается. Таким образом, на уравнение изохоры-изобары можно смотреть как на математическое выражение принципа Гиббса — Ле Шателье в части его, касающейся влияния температуры на химическое равновесие. [c.250]

Рис. 1У-30. Изменение степени превращения для различных моделей реакторов на разных уровнях смешения при эндотермических реакциях а — реакция первого порядка б — реакция второго порядка в — реакция порядка >/ 1 — вытеснение 2 — смешение на макроуровне а — смешение на микроуровне.

Оценка средних скоростей реакций позволяет объяснить эти выводы. Скорость эндотермических реакций уменьшается с увеличением степени иреврашения вследствие расходования реагентов и уменьшения температуры в системе. Средняя скорость реакции в аппарате идеального вытеснения (где она принимает среднее значение от максимального на входе и минимального на выходе) всегда выше средней скорости в реакторе идеального смешения кроме того, высокая степень превращения достигается только при высоких средних скоростях реакций. Поэтому при теплообмене реактор идеального вытеснения всегда предпочтительнее реактора идеального смешения. [c.112]

Эндотермические реакции. В случае эндотермических реакций температура реакционной массы снижается по мере того, как реагенты вступают во взаимодействие. Так, если р еакция протекает в адиабатических условиях, то входящие в реактор горячие компоненты выходят из него охлажденными. Однако известно, что для проведения процесса с высокими скоростями и приближения состава смеси к равновесному реакции желательно осуществлять при высокой температуре (см. рис. УП1-6). Если в ходе протекания процесса температура уменьшается настолько, что нельзя достигнуть заданной степени превращения, то реакционную массу необходимЪ подогревать. В этих условиях скорость реакции часто определяется скоростью подвода тепла и вопросы теплопередачи играют существенную роль при расчете реактора. [c.221]

Реакторы с полным вытесненпем. Прп протекании эндотермической реакции в реакторе происходит падение температуры. Это уменьшает степень превращения и может привести к неудовлетворительным экономическим показателям. Температура максимальна на входе в реактор и постепенно понижается по его длине. Так как условия в реакторе неизотермическне, то при расчете приходится пользоваться графическим методом. [c.59]

Рис. ХХ1Ы. Зависимость степени превращения от температуры для обратимой экзотермической (а) и эндотермической (в) реакции при разном времени ее протекания т (Т > т, > Та X — равновесный выход).

В производственных условиях понизить давление можно при помощи вакуум-насосов или примешиваг1ием к дегидрируемому углеводороду инертного газа в последнем случае пониженным давлением углеводорода будет его парциальное давлоние. Целесообразно применять в качестве разбавителя перегретый водяной пар, так как он может одновременно служить поставщиком тепловой энергии при эндотермических реакциях. При увеличении давления селективность реакции дегидрирования ухудшается. Если при давлении ъ i ат можно в определенпЕлх условиях достигнуть 30%-ного превращения и 82%-ной селективности, то при давлении в 3 ат, при прочих равных условиях селективность падает до 68%. Степен . превращения и [c.55]

Как изменится раоновесная степень превращения водяного пара в эндотермической реакции получения водяного газа [c.148]

Степень превращения Р исходных веществ в конечные для любой фазы находят путем отношения массы (числа молей) прореагировавших веществ к массе (числу молей) исходных веществ. Под величиной выход понимают отношение массы (числа молей) образовавшихся веществ или к массе (числу молей) этих же веществ при достижении в результате реакции полного равновесия для данных условий, или к массе (числу молей) определенных исходных веществ. Результат вычисления по первому методу выражают в % (максимальное значение — 100 %), а по второму — в кг/кг или моль/моль. С целью выигрыша в скорости проведения процесса его осуществляют при некотором оптимальном уровне (Ропт) достижения равновесия, составляющем некоторую часть равновесной степени превращения. На рис. 1.5 видны разные уровни достижения равновесия для экзотермических и эндотермических процессов. [c.41]

Из рис. 1У-26 также следует, что с уменьшением температуры при проведении эндотермической реакции в адиабатическом реакторе резко снижается степень превращения и процесс практически прекращается по достижении х= 50%. Поэтому для получения большей степени превращения необходимо подводить тепло, т. е. использовать полптропический реактор. [c.332]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология