Температура адиабатическая, реакторы

Адиабатический процесс, протекающий без отвода или подвода тепла. В адиабатических системах температура в реакторе непрерывно меняется от входа к выходу, возрастая для экзотермических процессов и убывая для эндотермических. [c.263]

Каталитический риформинг бензиновых фракций на платиновом катализаторе (платформинг) — ведущий технический процесс для получения высокооктановых бензинов и ароматических углеводородов. Сырьем являются обычно фракции прямогонных бензинов, содержащие парафиновые, нафтеновые и ароматические углеводороды и небольшое количество олефинов. В сырье присутствуют также, как микропримеси, различные элементоорганические соединения и вода. Процесс проводится при температурах около 500 °С и давлениях 1—4 МПа с разбавлением сырья водородсодержащим газом до мольного соотношения водород/сырье , равного 5—8. Обычно его осуществляют в системе из трех последовательно соединенных адиабатических реакторов с неподвижными слоями катализатора. Между реакторами происходит подогрев продукта. [c.336]

При исследовании кинетики реакций весьма важен вопрос о выборе контролируемого параметра. В простых газо-жидкостных процессах, в которых хорошо изучены направления химических превращений (например, реакции гидрирования непредельных соединений или восстановления нитросоединений водородом), контролируемым параметром может служить давление. Процесс в этом случав проводят статически в изохорических условиях, а скорости реакций измеряют по скорости изменения давления в системе. Математическая обработка полученных результатов достаточно проста. Для сравнительно простых реакций можно применять адиабатический метод исследования кинетики [4—6], когда контролируемым параметром является только температура. Метод основан на определении скорости разогрева (охлаждения) адиабатического реактора и применим для сильно экзотермических (или эндотермических) реакций. Для его использования нужно знать тепловые эффекты реакций и теплоемкости реагентов и продуктов. Надо, однако, иметь в виду, что при применении чисто адиабатического метода всегда есть опасность непредвиденного изменения направления реакции по мере повышения температуры, что сразу затрудняет расшифровку полученных данных. Гораздо большую перспективу имеет применение для исследования каталитических процессов метода неизотермического эксперимента, где наряду с анализом веществ производится замер профиля температуры по длине слоя катализатора или по ходу опыта. [c.403]

Одним из таких аппаратов является многослойный адиабатический реактор, в котором охлаждение между ступенями достигается посредством теплообменников. Такие реакторы широко применяют при окислении ЗОг. Реактор состоит из нескольких последовательно соединенных заполненных катализатором камер, которые работают яри адиабатическом режиме. Следовательно, в каждой камере температура повышается в направлении от входа к выходу, что конечно, противоречит идеальному режиму. Однако путем охлаждения газа, выходящего из каждой камеры, его температуру удается значительно понизить перед поступлением в следующую камеру. Короче говоря, ступенчатое изменение температур в рассматриваемой системе рассчитано а приближении к оптимальной температурной последовательности, как это показано на нижней кривой рис. 34, где в качестве координатных осей приняты степень превращения и температура (вместо объема и температуры). Чем больше число ступеней, тем ближе рабочие характеристики системы приближаются к оптимальным характеристикам, предсказываемым теорией. [c.149]

Легче всего поддается расчету изотермический реактор вследствие постоянства констант скорости реакции и констант равновесия. В адиабатическом реакторе температура изменяется, вследствие чего непрерывно изменяются константы, входящие в уравнение скорости реакции. В этом случае определение температуры в зависимости от степени превращения облегчается использованием уравнений теплового баланса. Наиболее трудными для расчета являются неизотермический и неадиабатический процессы. [c.139]

Для адиабатических реакторов необходимо установить соотношение между степенью конверсии и температурой на основе тепло-.вого баланса. [c.26]

Проектирование изотермических или адиабатических реакторов связано в каждом конкретном случае с тепловым эффектом реакции, температурой и количеством тепла, которое должно передаваться в единицу времени. [c.31]

Практика показала, что в начальной секции трубчатого реактора, где температура несколько ниже, образуется много 1,2-дихлорпро-пана. Этого не происходит при использовании адиабатических реакторов, которые работают при почти постоянной температуре. [c.277]

При расчете промышленных адиабатических реакторов должны быть определены теплоты стадий они приведены в табл. Х-12 Кроме того, математическое описание химического процесса должно быть дополнено расчетом изменения температуры между слоями катализатора при вводе охлаждаюш,его агента (циркуляционного газа или холодного сырья). [c.361]

В адиабатических реакторах температура непрерывно изменяется по мере протекания реакции, вследствие чего меняются коэффициенты адсорбции и константы кинетического уравнения. Значения температуры смеси реагирующих газов по мере увеличения степени превращения можно -рассчитать по тепловому балансу. Расчет реактора в этом случае не слишком сложен. [c.142]

Адиабатические реакторы. Использование общей модели (IX.20) позволяет производить расчеты и адиабатических реакторов. В режиме, близком к адиабатическому, работает большинство технических аппаратов с теплоизоляцией. Расчеты тепловых потоков через наружную стенку реакторов показывают, что при условиях высокотемпературной регенерации потери тепла вызывают снижение температуры реакционной смеси на величину, соизмеримую с ошибкой измерения (—5°). Проведенные в ряде работ [16—20] оценки изменения по длине адиабатического реактора теплот процессов, плотностей и теплоемкостей реагирующих веществ указывают на целесообразность учета такого изменения, если перепад температуры в реакторе не ниже 100 °С. [c.315]

На рис. П-27 приведен профиль температуры и степени превращения для адиабатического реактора. В случае неадиабатического и неизотермического процесса кривая, полученная для адиабатического процесса, должна быть дополнена учетом теплопотерь. Оценка этой величины может быть сделана по описанному выше методу определения теплопотерь в радиальном направлении путем пропускания газа при отсутствии химической реакции. Измеренная в этом случае разность температур на входе и выходе реактора вх —/вых равна разности температур (/г —/о) = С з/(СсСр), [c.181]

Рис. П-27. Продольный профиль температуры и степени превращения в адиабатическом реакторе

Регулирование температуры в адиабатических реакторах можно выполнить по одной из трех возможных схем, вводя между слоями катализатора промежуточные теплообменники, холодную реакционную смесь или холодный инертный газ. [c.327]

Для случая неаднабатнческих реакторов и реакторов, снабженных рубашками, простейший метод, позволяющий в первом приближении учесть изменение температур, предусматривает допущение о локализации этих градиентов у стенки. Иными словами, предполагается, что по поперечному сечению реагирующей среды температура системы имеет постоянное значение Т( (как это имеет место в реакторе идеального вытеснения), но у стенки она меняется до значения Тц7, причем изменение носит ступенчатый характер (рис. 10,г). Такое допущение, несомненно, является весьма грубым, хотя оно и лучше допущения о равенстве и Т у. С учетом сказанного расчет адиабатического реактора проводят так же, как и реактора идеального вытеснения (как это указано в 2.2, а также в Приложении II к настоящей главе), с той лишь разницей, что теперь в уравнение теплового баланса вводится член, характеризующий теплопередачу через стенку. Для наглядности рассмотрим цилиндрический реактор вытеснения, у которого 11А — площадь стенки, соответствующая элементу объема реактора с1Уг, приведенного на рис. 9. Если г — радиус цилиндра, то нетрудно видеть, что ёА =2с1Уг/г. Следовательно, количество тепла, перенесенного от среды к стенке в элементе йУг, будет равно [c.54]

Рассмотрим сначала определение оптимальных объема и температуры для одного слоя. Пусть описание процесса (материальный баланс по исходному веществу и общий тепловой баланс в элементарном слое) в адиабатическом реакторе имеет вид [c.209]

Расчетные уравнения задачи оптимального проектирования цепочки адиабатических реакторов идеального вытеснения, как и при расчете оптимального режима реакторов других типов, упрощаются, если рассматриваемый процесс включает только одну обратимую или необратимую реакцию и, следовательно, К = [1, 24]. Из процессов с одним ключевым веществом лишь обратимая экзотермическая реакция обладает температурным оптимумом росту эффективности обратимой эндотермической и необратимой реакций благоприятствует максимально возможное повышение температуры. При К = i расчетные уравнения (IX.94) — (IX.98) принимают, соответственно, вид [c.394]

Катализатор разработали специально для адиабатического процесса, и он работает в широких пределах температур, в то время как стирол-контакт разработан для изотермического процесса и значительно более чувствителен к температурному перепаду в адиабатическом реакторе. [c.232]

Процесс протекает в адиабатических реакторах при температуре 585—630°С с минусовым градиентом температуры, над неподвижным катализатором К-16, в присутствии водяного пара (мольное соотношение к углеводородам 11 1). [c.237]

По датгным табл. 8 строим вспомогательную кривую (рис. 152). Энтальпия 86.1,] ккал кг отвечает температуре верха реактора п Зная температуру верха и нп.ча р( 1Ктора, находим томпературу, ентную средней скоростп адиабатического процесса. [c.291]

Теперь становится ясно, что применение многостадийного реактора пе даст никаких преимуществ, если только не ввести предварительного подогрева сырья перед стадией N. Действительно, кривые Г , не могут достичь начала координат до тех пор, пока NQ, по крайней мере, не сравняется с временем контакта, необходимым для того, чтобы прийтп на кривую Tj пз начала координат, а в этом случае химический процесс можно вести и в единственном адиабатическом реакторе. Точки пересечения кривых Г с осью абсцисс дают оптимальную температуру предварительного подогрева для Л -стадийного процесса без учета расходов па подогрев. Если С (Тд,) — расходы на предварительный подогрев, выраженные в единицах степени полноты реакции, то было бы разумно искать максимум разности — С (т ). В этом случае по-прежнему оптимальное состояние реагирующей смеси на выходе из TV-го реактора должно [c.223]

Адиабатический реактор (глава VIII) Реактор с постоянной температурой стенки Секционно- изотерми- ческий реактор Прямо- и иротиво-точный реакторы [c.254]

Чтобы избежать этого, применяют ступенчатый адиабатический реактор с промежуточным охлаждением реагирующей смеси между ступенями схематическое изображение аппарата показано на рис. 111-16. На рис. 111-17 приведен также характер изменения температуры реагирующей смеси в таком реакторе. Наличие промежуточного теплообмена между секциями позволяет увеличить температуру реакции на первых ступенях, что обеспечивает высокую скорость реакции при малых степенях превращения и, тем самым, дает возможность существенно уменьшить общий объем реактора, необхо-ДИМ111Й для достижения заданной конечной степени превращения, по сравпеишо с одноступенчатым реактором. Особенно важно. уто для контактно-каталитических процессов, у которых затрат л на катали-зато]з прямо пропорциональны требуемому времени п]1е6ывания реагентов в аппарате для его заданной производительности. [c.123]

Рис. 111-22. Температурные профили ступенчатого адиабатического реактора для обратимой экзотермической реакции, по-строеии1,1е в координатах степепь превращения — температура .

Иногда применяют и другой вариант стуие1Н1атого адиабатического реактора с охлаждением реагирующей смеси между стуисиямп путем распределения между ними части исходного холодного потока сырья. Прн этом между ступенями уменьшается ие только температура реагирующей смеси, но и степень превращения вследствие разбавления последней смесью исходных веществ Графическое изображение получаемого рел<нма ступенчатого реактора в координатах степень иревращення — температура показатю на рис. Н1-23. [c.128]

Очень большое влияние на ход химического превращения оказывают условия теплообмена. Если температура практически одинакова во всем реакционном пространстве и равна температуре потока питания, то реактор называется изотермическим. Его проти положностью будет адиабатический реактор с практически полным отсутствием теплообмена между реакционным пространст- вом и окружающей средой. Температура реагирующей смеси в этом случае зависит непосредственно от теплового эффекта реакции. Умеренный теплообмен между реакционным пространством и окружающей его средой характерен для неизотермических реакторов. [c.290]

Углеводороды Водородсодержащий газ получают газофазным риформин-гом углеводородов в присутствии смеси двуокиси углерода, воздуха и водяного пара над катализатором. Конверсию проводят в адиабатическом реакторе при температуре 1000° С [c.174]

СКОЛЬКО (от 3 ДО 6) последовательно соединенных отдельных адиабатических реакторов с промежуточным подводом тепла в реакционную зону, что позволяет значительно уменьшить перепад температур в каждом аппарате (10—70°С). Распределение загрузки катализатора между реакторами зависит от химического состава углеводородного сырья и активности катализатора. Обычно соотношение катализатора между реакторами составляет в трехреакторном блоке 1 (2-ьЗ) (4 6), в четырехреакторном блоке — 1 1 1,5 2 [2, 7]. [c.8]

Технологические схемы процессов дегидрирования олефиновых углеводородов в диеновые включают адиабатические реакторы периодического или непрерывного действия (рис. 5). Конструктивно эти реакторы аналогичны, и характер процесса определяется способностью применяемого катализатора работать без регенерации или с регенерацией. Обычно схема включает реакторы и печи для перегрева сырья и водяного пара. Важное значение в конструкции реактора имеет наличие свободных над- и подкатализаторных зон, в которых может идти глубокое разложение бутенов или метилбутенов. Необходимо, чтобы эти зоны были минимальными. Для выравнивания температур в слое катализатора при дегидрировании и регенерации короткими циклами рекомендуется использовать инертный твердый разбавитель-теплоноситель. [c.660]

Предложено также проводить термическую обработку высо-копарафинистого мазута до вакуумной перегонки при температуре 400—440°С в адиабатическом реакторе (время выдержки 10 мин). После термообработки содержание твердых парафинов в гудроне снижается с 23,6 до 15,2% (масс,). Это, в свою очередь, позволяет повысить дуктильность окисленного битума с 30 до 52 см для марки 60/90 (стандартом требуется дуктильность не ниже 50 см) [109]. [c.82]

При проведении экзотермических процессов, как адиабатических, так и с внутренним теплообменом, иногда применяют автотермиче-ские реакционные узлы, конструкция которых позволяет осуществлять охлаждение реагирующей смеси в промежуточных теплообменниках или в зоне реакции с помощью теплообмена с холодной исходной смесью, одновременно нагревающейся до температуры реакции. Теплообмен между входящим и выходящим из реактора потоками может быть осуществлен и в емкостных (одностадийных) адиабатических реакторах. В отдельных случаях, когда допустим значительный перегрев хотя бы одного из реагентов (например, водяного пара), подобный принцип применим и при проведении эндотермических нроцессов. Преимуществом автотермических реакционных узлов является уменьшение затрат на теплообмен, а также определенные конструктивные удобства, особенно важные при проведении реакций под давлением. Основным недостатком этих схем является возникновение явлений неустойчивости и скачкообразного перехода между различными режимами процесса. [c.268]

В адиабатическом реакторе теплообмен отсутствует. Температура реакцио1шой смеси растет или падает в зависимости от характера процесса. [c.132]

Устойчивость реакторов с полным перемешиванием для гомогенных процессов являлась предметом изучения многих исследователей. Система в этом случае описывается обыкновенными дифференциальными уравнениями первого порядка. В случае гетерогенных каталитических процессов задача сильно усложняется. Модель реактора с неподвижным слоем катализатора рассматривали Лин Шин-лин и Амундсон Анализировался адиабатический реактор, в котором отсутствует радиальный тепло- и массоперенос. Выло принято также, что тепло- и массоперенос в осевом направлении осушествляются только за счет вынужденной конвекции. Скорость потока считалась равномерной по всему сечению реактора, а влияние длины реактора и изменения температуры на скорость потока — пренебрежимо малыми. Тепло- и массообмен происходил на пористой поверхности зерен катализатора. Исследовалась необратимая реакция первого порядка типа А—-В. Более сложные реакции также могут быть рассмотрены с помошью этого метода без введения дополнительных параметров. Полученная система дифференциальных уравнений была решена методом характеристик. [c.262]

ДО тех пор, пока содержание аммиака не достигнет 6% (превыще-ние этой величины приведет к росту температуры). В дальнейшем охлаждение газа должно протекать так, чтобы процесс соответствовал оптимальной кривой. Адиабатический реактор с неохлаждае-мым слоем, - в котором исходная смесь содержит 2% ЫНз при 440 °С, достиг бы температуры 575—590°С при содержании ЫНз и —12%, при этом реакция прекратилась бы. Оптимальная температура должна составлять 480—500°С. При 590°С активность катализатора может резко упасть. [c.331]

Далее процедура поиска производится для известных условий выхода из JV—1-го реактора- Однако поскольку известна оптимальная скорость, можно выбрать ooтвeт твyюп yю ей температуру входа в 7V—1-й реактор. Этот подход показан на рис- VI-13 для каскада из трех реакторов. Вначале, задав Хща, находим температуру и степень превращения на входе в третий реактор. Далее выбираем температуру выхода из второго реактора, перемещаясь по линии Х2 = onst до пересечения с линией = onst. Перемещаясь по линии адиабатического реактора, находим х , а по нему я [c.211]

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]

Процесс платформинга проводится в системе из трех последовательно соединенных адиабатических реакторов с промежуточным подогревом потока. Необходимо использовать математическое описание для определения оптимальных температур на входе в аппараты. Математическое описание процесса в виде системы дифференциальных уравнений аналитически не интегрируется, но его можно репшть численно на электронно-вычислительной мапшне. [c.143]

Каталитический крекинг в реакторах с движущимся шариковым катализатором проводится в условиях, близких к адиабатическим. Если считать температурой начала процесса температуру теплового равновесия цотоков сырья и катализатора (см. пример 111-1, стр. 86), то легко найти перепад температур в реакторе I АГ I = Гр — Т , где Гь — температура сырья на выходе из реактора. [c.205]

Экспериментальное определение теплоты процесса прл его проведении в адиабатическом реакторе по измерениям перепада температур АГад = Гвыхода—Гвхода. Пусть в реактор подается Со (в кг/ч) сырья и Ор (в кг/ч) разбавителя, а теплоемкость ре- [c.130]

Промышленные реакторы изомеризации являются адиабатическими. Представляет интерес по данным о материальном балансе определить изменение температуры в адиабатическом реакторе ДТад. Поскольку промышленные процессы проводят в адиабатических реакторах, расчет ЛГад можно использовать для определения отклонения режима от изотермического. При значительных ЛГад необходимо секционирование реактора. [c.161]

Адиабатические реакторы. В качестве простейшего примера исследования параметрической чувствительности рассмотрим адиабатический реактор, в котором протекает единственная химическая реакция с произвольной кинетической функцией г(С, Т). В данном процессе имеется только одно ключевое вещество, а скорость теплоотвода д равна нулю, так что стационарные значения температуры Т и концентрации исходного ключевого вещества С рпределшотся совместным решением двух уравнений (VI 1.25) и (У11.26). Перепишем эти уравнения, введя вместо координаты X текущее время контакта Х/и [c.339]

Очевидно, температура горячего потока на входе в теплообменник (при о = 1) равна температуре на выходе адиабатического реактора Гвых) а температура на входе адиабатического слоя Твх одреде-ляется условием смешения потока исходной смеси, пропускаемого через теплообменник, с байпасным потоком, остающимся при температуре исходной смеси Т. Таким образом, граничные условия для уравнений (VIII.72) и (VIII.73) имеют вид [c.345]

Другие задачи оптимизации. Рассмотренные здесь примерь дают представление о б основных идеях и методах, лежащих в основе решения разнообразных задач оптимизации реакторных узлов. Можно указать три направления уточнения и развития оптимальных расчетов. Первое из них — это анализ различных стадийных схем. Укажем, например, па расчет цепочек адиабатических реакторов, где охлаждение реагирующей смеси между стадиями происходит не в промежуточных теплообменниках, а путем добавления холодного сырья или инертного вещества. Другой пример — расчет оптимального трубчатого реактора с секционировапным теплообменником. Второе направление состоит в уточнении критерия оптимальности путем более полного учета затрат на ведение процесса. Например, результаты оптимального расчета цепочки адиабатических реакторов можво уточнить, приняв во внимание расходы на устройство промежуточных теплообменников. Наконец, третье направление — выбор оптимальных значений других управляющих параметров, помимо температуры процесса. Так, в работе [25] рассматривается вопр1>с об оптимальном профиле давления по длине трубчатого реактора, а в работе [26] — об оптимальном изменении состава каталитической системы. При проектировании стадийных схем, наряду с определением оптимального перепада температур между стадаями, может рассчитываться оптимальное количество свежего реагента, добавляемого к реагирующей смеси. Вряд ли можно даже перечислить все возможные варианты задач оптимизации методы их решения, однако, мало отличаются друг от друга. [c.397]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология