Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English

Изотермические реакторы каталитические

    Детальное экспериментальное изучение химических реакций, лежащих в основе разрабатываемого процесса, — необходимое условие для получения его надежной кинетической модели. В случае быстро протекающих реакций (время полупревращения порядка от долей секунды до нескольких минут), которые реализуются в промышленности в виде непрерывных процессов, проходящих в проточных реакторах, метод исследования кинетики в периодически действующих изотермических реакторах, кратко изложенный в этой главе, непригоден. Изучение кинетики таких реакций, к которым относятся подавляющее большинство каталитических и все газовые реакции, проводят в специальных установках проточного типа. [c.35]


    Селективность каталитического процесса в изотермическом реакторе идеального перемешивания может быть рассмотрена на основе феноменологического описания [53], которое обсуждалось в гл. 1. Рассмотрим случай параллельного протекания двух реакций  [c.60]

    Наиболее важным способом обеспечения оптимальных температур в каталитических изотермических реакторах является поперечный (радиальный) перенос тепла. [c.253]

    Исследование и разработка кинетических уравнений гетерогенных каталитических процессов. В большинстве случаев эксперимент проводится в проточно-циркуляционном реакторе, а иногда — также в проточном (интегральном) изотермическом реакторе. [c.128]

    Пиролиз этилбензола, приводящий к получению стирола, не обеспечивает высокой селективности. В то же время каталитическая дегидрогенизация этилбензола под действием катализаторов дегидрирования бутилена протекает более легко, чем в случае бутилена. Применение алюмохромовых катализаторов является, таким образом, эффективным, хотя процесс получения стирола требует регенерации и режима пониженных давлений. Вследствие этого обычно прибегают к использованию описанных выще катализаторов, получаемых на основе окиси железа. Реакцию проводят в интервале температур 590-650°С. Этилбензол смешивается с перегретым водяным паром на входе в адиабатический или изотермический реактор. Весовое соотношение сырья и водяного пара равно 1-3. В одностадийных реакторах ранних конструкций селективность по отношению к целевому продукту не превышала 85-90 мол.%. Современные многостадийные процессы обеспечивают селективность, равную 90-91% при степенях превращения 55-60%. [c.77]

    Вследствие интенсивной массо- и теплопередачи в псевдоожиженном слое можно обеспечить в реакторе практически изотермический режим, что весьма существенно для большинства процессов и упрощает регулирование режима. Так, для крупных промышленных реакторов каталитического крекинга, имеющих диаметр до 10 м и высоту слоя 5—6 м, температурный градиент по всему объему слоя не превышает 2—3°С. [c.31]

    В габл. 4 приводятся сводные показатели, полученные в этих исследованиях путем гидрокрекинга под давлением 105 ат на пилотных установках с изотермическим реактором, работавших с однократным пропуском сырья, но с рециркуляцией водорода. Расход водорода определяли путем замера количества водорода,-добавлявшегося для поддержания давления в системе таким образом, он включает как химически расходуемый водород, так и потери его в результате растворения в жидком продукте. Условия процесса были выбраны для получения бензина гидрокрекинга с максимальным октановым числом. Только для легкого циркулирующего каталитического крекинг-газойля (сырье А) продолжительность работы была достаточной для точного определения скорости дезактивации катализатора. При работе на этом сырье скорость дезактивации в ряде случаев требовала повышения температуры процесса на О—О, ГС в сутки. Эти скорости дезактивации лежат в тех же пределах, которые были получены на аналогичном сырье с несколько более низкой температурой конца кипения [9]. [c.83]


Рис. 1.10. Каталитический изотермический реактор кипящего слоя с мешалкой, с режимом работы, близким к полному смешению Рис. 1.10. Каталитический изотермический реактор кипящего слоя с мешалкой, с режимом работы, близким к полному смешению
    Каталитические реакторы могут классифицироваться на основе ряда параметров, которые определяют пределы идеальных условий реактора, что важно для точности измерения скоростей реакций [10]. Вообще, промышленные реакторы приближаются к этим граничным условиям более или менее близко. Как показано в табл. 8-1, для реактора периодического действия характерно отсутствие массообмена с окружающей средой, тогда как другая крайность — проточный реактор. Аналогично, полное отсутствие теплообмена определяет адиабатический реактор, для изотермического реактора характерно полное равновесие с окружающей средой. Другие параметры характеризуют такие физические переменные, как давление и объем, время пребывания и характер движения все они важны для определения работы каталитического реактора. [c.99]

    Целью нашей работы было изучение кинетических закономерностей процесса каталитического восстановления SO2 метаном. Опыты проводили в интегральном изотермическом реакторе с восьмью пробоотборниками [21] с применением метода математического планирования экстремального эксперимента [22]. Впервые при исследовании данного процесса был применен хроматографический метод анализа всех газообразных продуктов реакции [23]. Конденсирующиеся продукты — воду и серу — определяли по разности. Результаты эксперимента по восстановлению SO2 до сероуглерода были обработаны на ЭЦВМ и опубликованы в печати [24]. Катализатором процесса служил ортофосфат свинца, нанесенный на крошку шамотного кирпича-ультралегковеса. В опытах мы наблюдали изменение активности катализатора, поэтому запланированные эксперименты проводились в период его стабильной работы. Максимальный выход сероуглерода (65,8%) был достигнут на четвертом пробоотборнике при следующих условиях опыта объемная скорость 350—400 л/ч температура 820° С соотношение СН4 502 = 1,7. На рис. 1 показано распределение серы в продуктах по длине реактора в указанных условиях. [c.50]

    Пример. При гетерогенно-каталитическом дегидрировании этилбензола в стирол побочно образуются бензол и толуол. Изучение этого процесса в изотермическом реакторе идеального вытеснения при 576 °С дало такие результаты по степени конверсии этилбензола Хэб, по выходам бензола Хб и толуола Хг При разных разбавлениях водяным паром и общем давлении 0,1 МПа  [c.127]

    Технологический процесс дегидрирования алкилбензолов состоит из следующих операций. Жидкий алкилбензол в смеси с водяным паром поступает в перегреватель, где он нагревается до определенной температуры и направляется в реактор, в котором происходит каталитическое дегидрирование алкилбензола в присутствии катализатора. Затем продукты реакции охлаждаются, при этом жидкие углеводороды отделяются от парового конденсата и собираются ъ отдельные сборники, а неконденсирующиеся газы замеряются й выпускаются в атмосферу. На рис. 3 приводится технологическая схема установки с изотермическим реактором, а на рис. 4—схема установки с адиабатическим реактором. [c.166]

    В этом случае приходится проводить процесс в проточном интегральном реакторе (предпочтительно изотермическом) в условиях, когда физический транспорт может тормозить химические превраш,ения. Отметим, что если изучение процесса на единичном зерне катализатора возможно при неизменных каталитических свойствах, оно безусловно является полезным, хотя и не исключает опытов с интегральным реактором. В интегральном реакторе можно создать условия, близкие к идеальному вытеснению, и изотермическое ноле, что особенно удобно для исследования кинетики. Так, Шваб [3] показал, что продольная диффузия не влияет на процесс в реакторе длиной несколько сантиметров при линейных скоростях в несколько сантиметров в секунду. [c.158]

    Х1У-П. Поскольку каталитическая реакция А Я сильно экзотермична и ее скорость резко зависит от температуры, то для получения строго изотермических кинетических данных применяют длинный трубчатый проточный реактор, погруженный в водяную баню (рис. Х1У-22). [c.452]

    Таким образом, по сравнению с изотермической кинетической мо -делью модель реактора и реакционного узла каталитического рифор- [c.199]

    Предложено много окисных катализаторов для окисления аммиака до окиси азота. Большинство этих катализаторов обладает недостаточной каталитической устойчивостью. Наиболее активными и каталитически устойчивыми оказались активированные окиси железа и кобальта, на которых в изотермических условия можно получать степень окисления аммиака до окиси азота 0,97—0,98. Однако и на этих катализаторах в неподвижном слое наблюдается закономерная неизотермичность по высоте и диаметру реактора. Скорость процесса снижается вследствие внутридиффузионного торможения. Резкие перепады температур в применяемых крупных зернах (но радиусу их) приводят к быстрому изменению структуры зерен и падению активности катализатора. [c.155]


    Процессы дегидрирования, как правило, проходят с высоким выходом продукта и при увеличении объема реакционной смеси они характеризуются также эндотермичностью. Большая часть таких процессов проводится при одном прохождении газа через слой катализатора под атмосферным давлением или даже в вакууме. Так, например, необратимый процесс одновременного каталитического дегидрирования и дегидратации этанола в производстве бутадиена происходит в промышленных условиях в одном слое трубчатого реактора под разрежением 50 мм рт. ст. при непрерывном подводе тепла для компенсации эндотермического эффекта. Для проведения такого процесса в изотермическом кипящем слое, по-видимому, целесообразно применение трубчатого реактора тина, изображенного на рис. 59. [c.208]

Рис. 12. Каталитический реактор кипящего слоя с мешалкой (изотермический режим). Рис. 12. <a href="/info/66385">Каталитический реактор</a> кипящего слоя с мешалкой (изотермический режим).
    В том случае, когда процесс лимитирует теплопередача, решением проблемы может стать многотрубный реактор, который удобнее моделировать при переходе с малого масштаба на трубы полного размера. Это позволяет избежать трудностей, которые возникают, если масштабный переход делают на основе данных, полученных в условиях, не соответствующих изотермическим и адиабатическим. Прекрасным примером сильно эндотермической реакции такого рода является реакция парового риформинга. Лучший способ испытания катализаторов риформинга заключается в испытании в трубах полного размера, т. е. на полупромышленной установке. Это большое преимущество, так как моделируется промышленная работа, при которой просто увеличивается число труб. Однако и тщательно разработанные испытания небольшого масштаба имеют большое значение — для начального быстрого просеивания новых каталитических композиций. В этих случаях используются небольшие трубные реакторы, обогреваемые таким образом, чтобы воспроизвести обычный температурный профиль в реакторе. [c.57]

    Рассмотрим двухфазную модель каталитического реактора с изотермическим взвешенным неоднородным слоем. В дальнейшем будем иметь в виду, что в непрерывной фазе протекает реакция в кинетической области..  [c.311]

    Для некоторых каталитических процессов (каталитический риформинг) необходимое тепло вносится парами сырья, температура которых по мере протекания процесса в слое неподвижного катализатора снижается, и пары продуктов имеют более низкую температуру, чем вводимое сырье. Этот случай относится к процессам, сопровождающимся эндотермическим эффектом. Если процесс протекает с выделением тепла (гидрокрекинг, гидроочистка), можно обеспечить изотермический режим реактора, снимая избыток тепла холодным водородом. Процессы подобного типа относятся к непрерывным, а катализатор уже не является теплоносителем. [c.27]

    Несмотря на то, что температура подаваемого сырья и газа на 39—110 °С ниже температуры каталитического слоя, в реакторе быстро достигается изотермический режим за счет тепла реакции в результате циркуляции части жидкости в реакторе сверху вниз и кипения ее, а также в результате интенсивного перемешивания катализатора с поступающим сырьем. Изотермические условия в реакторе позволяют вести процесс при оптимальной температуре и эффективно использовать объем реактора (исключена потеря части объема реактора из-за подачи сырья в реактор при пониженной температуре, как это имеет место на установках со стационарным слоем катализатора. [c.119]

    Для исследования использовали оборудование пилотной установки каталитического гидрооблагораживання с проточным изотермическим реактором и загрузкой в реактор инертной насадки - фарфоровых шариков. В качестве сырья взяты два типичных деасфальтированных остатка - ДАОар и ДАОзс (см- табл. [c.60]

    Повышения эффективности процесса в нестационарных условиях удалось добиться при гидрировании этилена в изотермическом реакторе с непвдвижным слоем катализатора на f-AUOj [8]. Концентрации реагентов на входе в реактор изменялись в виде ступенчатой прямоугольной функции этилена — в диапазоне 0—50 об.%, водорода — 100—50 об.%. Результаты сравнивались с данными, полученными в стационарных условиях при таких значениях составов реакционной смеси на входе в реактор, которые соответствовали средним значениям за цикл в нестационарном режиме. Степень превращения этилена сильно зависела от частоты изменения концентраций и при периодах колебаний порядка 10с проходила через максимум. Средняя наблюдаемая скорость гидрирования этилена в этом случае превышала стационарную при тех же средних концентрациях На и СгП в газовой фазе на 50%. Полученное здесь увеличение степени превращения в нестационарном режиме связано, по-видимому, с кинетическими характеристиками элементарных процессов каталитического цикла. Если представить работу в идеальных условиях, когда возможно изменение состояния газовой фазы без искажающего влияния объ1ема реактора, максимум, по-видимому, достигался бы на границе, в так называемом скользящем режиме, когда частота изменения концентрации в газовой фазе становится достаточно большой. Однако из-за демпфирующих свойств реакционного объема кусочно-постоянные изменения состава на входе в реактор доходят до поверхности катализатора сглаженными. Это влияние объема реактора начинает сказываться при временах периода, соизмеримых с вре- [c.33]

    В работе [18] и в гл. 2 для системы (4.22) при х = 1 показано, что в случае, когда характерное время изменения поверхностной концентрации [А2] — Млг существенно меньше такового у [Ва2] — Мв 7> периодические колебания концентрации Са с определенным периодом приводят к повышению скорости и селективности образования вещества В за счет нестационарного состояния катализатора. В качестве способа поддержания требуемого пе-стационарного состояния катализатора в изотермическом реакторе в данном разделе обсуждается метод изменения направления подачи смеси в слой катализатора . Пусть на вход реактора подается реакционная смесь с избытком по веществу Вг. При неизменных входных условиях в реакторе устанавливается стационарный режим, характеризующийся при достаточном времени контакта полной степенью превращения х и селективностью х по целевому продукту В. Если время контакта реактора достаточно большое, так что степень превращения вещества А достигает значений, близких к 1, в центральной части слоя, то выходной участок характеризуется повышенной степенью покрытия веществом Ва. Если в такой ситуации произвести переключение направления подачи реакционной смеси на противоположное, то газ, содержащий вещество А, начинает поступать на участок с повышенным содержанием [Вг2], что, согласно [1], приведёт к высокой селективности процесса. Для того чтобы в установившемся режиме при периодических переключениях направления подачи реакционной смеси селективность в нестационарных условиях была выше, чем селективность в стационарных условиях-5, согласно [18], необходимо и достаточно, чтобы выполнялось условие Далее приводятся результаты математического моделирования периодических режимов в изотермическом проточном реакторе. Предполагая процессы в газовой фазе квазп-стациопарными но отношению к нестационарным процессам на каталитической поверхности, а также неизменную скорость фильтрации по всей длине реактора, можно записать уравнение материального баланса в газовой фазе следующим образом  [c.118]

    Сообщается о вариантах блочного многоканального изотермического реактора, моделирующего промышленный конвертор, и блочного однородного капсульного реактора для определения активностей катализаторов и исследования кинетики газовых гетерогенных каталитически , процессов в условиях метода идеального вытеснения. Кроме того, приводятся данные о вариантах безградиентных реакторов для исследования катализа при пониженном, атмосферном и высоких давлениях и безградиентных реакторах метода вибровзвешенного слоя для исследования процессов на псевдоожиженных слоях катализаторов. Библиогр. 13. [c.181]

    Каталитическая реакция полимеризации пропилена экзотермическая (Д Н = —16,5 ктл1моль) выделяемое тепло отводят либо охлаждением реактора водой (изотермический реактор) либо вводом холодного сырья по всей высоте каталитического слоя (адиабатический реактор). [c.400]

    В промышленности малеиновый ангидрид получают каталитическим окислением бензола или олефинов С4 воздухом на нромотированном оксидном ванадиевом катализаторе. Окисление бензола осуществляют при 300— 425°С. Степень конверсии бензола около 95%, а селективность по малеиновому ангидриду составляет 60— 70%. Реакция сопровождается большим выделением теплоты, поэтому наиболее распространенным основным аппаратом на стадии окисления является трубчатый изотермический реактор. Трубы его заполнены катализатором, а в межтрубном пространстве циркулирует хладо-агент, перемешиваемый пропеллерной мешалкой. [c.151]

    Реакторы кипящего слоя для каталитического крекинга и регенерации катализатора работают при промежуточных режимах неполного смежения, но степень превращения в них сильно понижается по сравнению с изотермическими реакторами идеального вытеснения вследствие проскока значительной части парогазовой смеси через слой катализатора в виде крупных пузырей. [c.189]

    Математическая модель кинетики процесса каталитической па-роуглекислотной конверсии метана в изотермическом реакторе идеального перемешивания // Там же (Кондратьев В.А., Свинухов А.Г.). [c.9]

    При применении безградиентных реакторов поддерживать изотермический режим несложно, удается итйежать погрешностей в измерениях, обусловленных осевой диффузией в случае гетерогенных каталитических реакций обеспечивается возможность сильно ослабить или исключить влияние процессов диффузии в зерне катализатора. Поэтому для точного исследования кинетики процесса безградиентные реакторы, как правило, предпочтительнее. [c.36]

    Трубчатый каталитический реактор (обычно труба или ряд параллельных труб, заполненных таблетками катализатора) ужо упоминался в главе II (стр. 43) при рассмотрении изотермических З словпй работы. В главе IV (стр. 123) описана теорпя тепловых эффектов и внешнего теплообмена предполагалось, что как температура, так и состав реакционной смесп однородны в каждой секции реактора. Однако это во многом зависит от возможности теило-и массопередачи в направленип, перпендикулярном к основному потоку. Если такая возможность ограничена, как, например, прп экзотермических реакциях в охлаждаемом реакторе, содержащем таблетки катализатора, то температура и, следовательно, степень превращения вблизи осп трубы значительно выше, чем около стенок. [c.188]

    Другой способ уменьшения перепада температур — снижение скорости нревращения. Для гетерогенных реакций в реакторе с неподвижным слоем этого можно достигнуть, например, разбавлением каталитической фазы инертным материалом, имеющим хорошую термическую проводимость. В этом случае радиальные температурные перепады могут быть более или менее сглажены. Математические поправки для радиального температурного распределения, если оно все же существует, были рассмотрены в работе Изотермические условия также можно создать снижением концентрации реагента, либо путем разбавления инертным веществом, либо, в случае газов, уменьшением давления (ле Гофф, Боннетен и Леторт [c.237]

    Очень часто каталитические процессы це.яесообразно проводить в реакторах с движущимся (взвешенным) слоем катализатора, так как при этом обеспечивается большая поверхность контакта и хороший контроль температур (реакция протекает практически в изотермических условиях). Кроме того, преимущество этих реакторов заключается в возможности сохранения активности катализатора путем непрерывного восстановления некоторой его части и использовании теплоты восстановления (в основном восстановление катализатора является экзотермическим процессом) для осуществления более экономичного теплового баланса процесса. В случае экзотермических реакций реактор с движущимся слоем имеет более высокий коэффициент массопередачи, чем реактор с неподвижным слоем. [c.310]

    По температурному режиму каталитические процессы и реакторы подразделяют на адиабатические, изотермические и поли-гермические. Реакторы с фильтрующим слоем катализатора, гидродинамический режим которых близок к идеальному вытеснению, работают при политермическом или адиабатическом режиме. Для реакторов со взвешенным слоем характерен изотермический режим. [c.107]

    Определить соотношение констант скоростей данной реакции в изотермических условиях взвешенного слоя и в адиабатических условиях неподвижного слоя по следующим данным заданная степень превращения j = 0,35 энергия активации каталитической реакции = 20 000 кДж/кмоль тепловой эффект реакции q = = 22800 кДж/кмоль теплоемкость реакционной смеси с = = 19 кДж/(кмоль-°С) концентрация основного исходного вещества на входе в реактор Сисх 5,2 10 кмоль/м . [c.121]

    Реакционные устройства классифицируются по следующим признакам по характеру действия - периодические и непрерывные в зависимости от направлений потоков реагентов или катализаторов — прямоточные, противоточные и ступенчато-противоточные в зависимости от гидродинамических особенностей — аппараты идеального вытеснения, идеального смешения и частичного смешения по термодинамическим признакам — реакторы изотермические, адиабатические и политропи-ческие по назначению — реакторы риформинга, каталитического крекинга, гидрокрекинга, регенераторы, коксовые камеры, реакционные змеевики печи пиролиза и т.д. [c.621]

    Этиленгликоль, получаемый по реакции гидратации оксида этилена, является одним из важнейших продуктов основного органического синтеза. Именно поэтому не стихает интерес как к поиску новых селективных катализаторов процесса, так и к получению адекватного кинетического уравнения, позволяющего управлять процессом. На (зснове представлений о механизме реакции гидратации и кинетических закономерностей была выведена математическая модель гетерогенно-каталитического (с использованием в качестве катализатора анионита) трубчатого реактора г-идратации оксида этилена для изотермических условий. [c.5]

    Дтя оптимизации параметров модели были проведены эксперименты по гетерогенно-каталитической гидра1ации оксида этилена в лабораторном трубчатом реакторе в изотермических условиях при начальной концентрации этиленоксида 12-20 мас.%. [c.5]

    Испытания продолжительностью несколько месяцев были также проведены с применением нового катализатора на легком циркулирующем каталитическом крекинг-газойле на укрупненной адибатической пилотной установке с циркуляцией холодного газа для регулирования температуры в реакторе. Как видно из табл. 5, сколько-нибудь значительной дезактивации катализатора на протяжении почти шести месяцев работы как без рециркуляции, так и с рециркуляцией фракции, выкипающей выше бензина, до полной ее переработки не обнаруживалось. Относительные выходы и качество продуктов при работе адиабатических реакторов без рециркуляции почти точно совпадали с результатами, полученными в изотермическом режиме при аналогичных условиях и примерно одинаковой жесткости процесса. [c.83]


Смотреть страницы где упоминается термин Изотермические реакторы каталитические: [c.92]    [c.352]    [c.423]    [c.71]    [c.365]    [c.87]   
Методы кибернетики в химии и химической технологии Издание 3 1976 (1976) -- [ c.411 ]




ПОИСК







© 2025 chem21.info Реклама на сайте