Катализатор динамический коэффициент

Пример 8-8. Рассматривается химический реактор с механическим перемешивающим устройством и отражательными перегородками (объем аппарата Уа = 2 м , высота Н = 1,475 м, диаметр 0=1,4 м). Используется открытая турбинная мешалка м = = 0,4 м, и = 200 МИН (3,33 с" ). Реактор непрерывного действия (ввод сверху, отвод снизу). Объемный расход среды через аппарат ио=1,1ЫО м -с . Рабочей средой является система твердое тело (катализатор)—жидкость. Характеристики рабочей среды плотность жидкой фазы р = 10 кг-м , скорость осаждения твердой фазы Шос = 0,1 м-с . Динамический коэффициент вязкости среды ц = 10 Па-с. [c.249]

Если реагенты и продукты реакции находятся во взаимном контакте, химическая реакция может достичь состояния динамического равновесия, в котором прямая и обратная реакции протекают с одинаковыми скоростями. Это состояние называется химическим равновесием. Свойства равновесной системы не меняются с течением времени. Для такой системы отношение произведения концентраций всех продуктов к произведению концентраций всех реагентов, каждая из которых возведена в степень, равную стехиометрическому коэффициенту данного участника реакции в ее полном химическом уравнении, называется константой равновесия К. Константа равновесия зависит от температуры, но на нее не влияют ни изменения относительных концентраций реагирующих веществ, ни давление в реакционной системе, ни наличие в ней катализатора. В гетерогенных равновесиях концентрации чистых твердых веществ или жидкостей не входят в выражение для константы равновесия. [c.60]

Эксперименты при различных условиях показали возможность возникновения нескольких стационарных режимов. В целом модель позволила достаточно хорошо описать переходные режимы за исключением скачкообразных возмущений, обычно отрицательных из-за неучета теплопроводности в твердой фазе. Значительное влияние на динамику процесса оказывает отношение В1 /В1 , [235]. Если это отношение большое, т.е. высокая теплопроводность катализатора и (или) низкое значение коэффициента внутренней диффузии, могут возникнуть тепловые фронты и динамический заброс при возмущении температуры газового потока. Чем больше отношение В1 /В1 ,, тем выше температура в слое катализатора, и разность температуры между газом и наружной поверхностью возрастает. Опасность перегрева катализатора можно снизить, разбавляя его инертным материалом с меньшей теплопроводностью. [c.173]

В кинетической области протекают главным образом процессы на малоактивных катализаторах мелкого зернения с крупными порами при турбулентном течении потока реагентов, а также при низких температурах, близких к температуре зажигания катализатора. Однако для реакций в жидкостях переход в кинетическую область может происходить и с повышением температуры, вследствие снижения вязкости жидкости. Известно [24], что коэффициент диффузии компонента в жидкости Ода = а/[х, где а — коэффициент, зависящий от других параметров [см. уравнение (1.12) ] р, — динамическая вязкость. Следовательно, увеличение температуры и соответственно снижение х ведут к ускорению диффузии. С повышением температуры уменьшается также степень ассоциации, сольватации, гидратации молекул реагентов в растворах, что приводит к росту коэффициентов [c.26]

До сих пор мы рассматривали случай однократного введения реагирующего вещества в реактор. Если, однако, попытаться использовать в какой-то мере хроматографические эффекты для создания технологического процесса, то, естественно, встанет вопрос о многократном введении таких импульсов в реактор и об их взаимодействии друг с другом в слое катализатора. Попытка учета этих эффектов взаимодействия была сделана в работе Рогинского и Розенталя [29]. Авторы предполагали, что на вход в реактор подавались прямоугольные импульсы в последовательности, изображенной на рис. V.16. Вещество А поступает в реактор в смеси с инертным газом в течение времени усо, а в остальное время (1 — т) ы в реактор вводится только инертный газ. Если обозначить через с° концентрацию А, непрерывно подаваемую в реактор динамического типа, то для сохранения одинакового расхода исходного вещества концентрация А в импульсе должна составлять Сд/у. На рис. V.17 для одного момента времени изображено распределение концентраций компонентов газовой смеси по длине слоя катализатора. Усредненная по длине реактора скорость прямой реакции, протекающей по первому порядку, пропорциональна только количеству А, а средняя скорость обратной реакции существенно зависит от расположения В и С. В зоне 2 (см. рис. V.17) концентрации В и С будут более высокими и, следовательно, скорость обратной реакции в этой зоне будет выше, чем в динамическом процессе. Однако в зонах 1 ж 3 обратная реакция не происходит. При благоприятном сочетании адсорбционных коэффициентов замедление обратной реакции за счет хроматографического разделения может превысить ее ускорение за счет замены исходной концентрации са на с у, ж потому можно ожидать более высоких выходов продуктов по сравнению с динамическим [c.227]

В приведенных выше уравнениях Р — общее давление Рл—парциальное давление компонента А —средняя моль-масса газа ц и р — соответственно динамическая вязкость и плотность газа — средний коэффициент диффузии компонента А в газовой фазе а — коэффициент пропорциональности У рО/ц = Ке — модифицированный критерий Рейнольдса Рр — поверхность одной частицы катализатора О — массовая скорость газа. Значения а и п при Ке<620 а=2,44 и л = 0,51 при Ке>620 а=1,25 и = 0,41. [c.406]

В приведенных выше уравнениях Р — общее давление Ра — парциальное давление компонента А Мт — средний молекулярный вес газа (х и р — соответственно динамическая вязкость и плотность газа Олт — средний коэффициент диффузии компонента А в газовой фазе а — коэффициент пропорциональности УТ р01 1— модифицированный критерий Ке — поверхность одной частицы катализатора О —весовая скорость газа. Значения аил приводим ниже при Не < 620—а = 2,44 и л=0,51 при Ке > 620 —а = 1,25 и /г=0,41. [c.280]

Гидродинамика кипящего слоя изучалась в значительной степени именно в условиях окисления сернистого ангидрида на ванадиевых и окисножелезных катализаторах. Гидродинамическая обстановка катализа при окислении SOj характеризуется обычно следующими параметрами размеры зерен катализатора от 0,5 до 2,5 мм кажущаяся плотность ванадиевого катализатора примерно 1350 кг. м линейная скорость газовой смеси 0,3 —1,5 м1сек, что со- ответствует числам взвешивания (псевдоожижения) 1,5—4,0 высота каждого отдельного слоя катализатора от 150 до 600 мм, при диаметрах промышленных аппаратов от 2,5 до 10 ж и больше плотность газовой смеси (в зависимости от температуры и концентрации S0,) 0,4—0,7 кг м динамический коэффициент вязкости 3.1Q-5 4-10" н-сек м . [c.146]

Экспериментальные данные быстротечной реакции катионной полимеризации изобутилена положены в основу расчета и математического моделрфования процесса [1]. Реакционная зона аппарата была выбрана из лабораторной модели рис.2 Л 4 методом масштабного переноса, т.е. принимались те же соотношения геометрических размеров аппарата, скоростей ввода реагентов, а также принцип ввода катализатора [2]. Высокие скорости потока в зоне реакции (1 10 м/с) обеспечивали турбулентное смешение раствора катализатора моль/л) и смеси мономера (Мд = 0,01-1 моль/л), полимера и растворителя. Критерий Ке, вычисленный для данной линейной скорости потока, его плотности (0,5н-1 г/см ), динамического коэффициента вязкости [(5 - 10) 10 г/(см с)] и диаметра трубы (10 см), составлял 10" . Поэтому в качестве коэффициентов массо- и теплопередачи можно использовать коэффициент турбулентной диффузии, равный коэффициенту температуропроводности X с/р (где X, с,р- средние теплопроводности, теплоемкости и плотности реакционной среды). [c.134]

V При производстве этил-, пропил- или додецилбензолов редакционную массу алкилирования бензола олефинами в присутствии хлорида алюминия очищают от катализатора водно-щелочной обработкой при температуре 10—20°С. Многократная промывка дает значительный объем сточных вод. Так, при производстве 1 т алкилбензола получается 10—12 сточных вод.- Чтобы уменьшить количество последних и полностью извлечь катализатор из реакционной массы процесса, предложено использовать ионообменные смолы/ КУ-2 в Н+ и натриевой формах, анионит АВ-Г6-ТС в ОН- форме [248], анионообменные смолы АВ-17, катионообменные ткани в Н+форме, анионо-обменные ткани в ОН-, РО= б-формах [249]. [ Эти материалы являются эффективными ионообменными сорбентами при очистке алкилатов от хлоридов алюминия. При времени контакта 10—12 мин, температуре 60—70°С коэффициент. извлечения хлорида алюминия практически составляет 100% (в статичес ких условиях). Экспериментальные данные, полученные в динамических условиях, показали, что максимальная объемная скорость подачи алкилата не должна превышать, 9—10 м /м ионита, так как возможен механический унос последнего. Применение ионообменных тканей и нетканых материалов позволяют в 2—3 раза повысить объемные скорости потока при 100%-ном извлечении. [c.261]

Динамические характеристики. Из-за внешних воздействий и (или) изменений внутренних свойств катализатора и реактора в целом температурные и концентрационные поля в слое катализатора меняются во времени. При этом, как было показано, те параметры, влияние которых в стационарном режиме можно было не учитывать, часто оказываются существенными в нестационарном процессе. К таким параметрам можно отнести, например, дисперсию вещества вдоль слоя катализатора, массоемкость и теплоемкость слоя, неравподоступность наружной поверхности зерна, внешний тепло- и массообмен. В стационарном режиме значительное число факторов воздействует на состояние системы независимо и часто аддитивно. Это позволяет использовать более узкие модели и эффективные параметры, отражающие суммарное влияние этих факторов. В нестационарном режиме степень влияния этих же факторов может быть иной и, кроме того, сильно зависеть от состояния системы. Р1х влияние необходимо учитывать порознь. Так, например, дисперсию тепла вдоль адиабатически работающего слоя катализатора в стационарном режиме вполне достаточно представить коэффициентом эффективной продольной теплопроводности. В нестационарном режиме это недопустимо — необходимо учитывать раздельно перенос тепла по скелету катализатора, теплообмен между реакционной смесью и наружной поверхностью зерна и иногда перенос тепла внутри пористого зерна. Из-за инерционных свойств в нестационарном режиме имеют место большие, чем в стационарном, градиенты температур и концентраций на зерне и в слое катализатора. Это приводит, иапример, к отсутствию пропорциональной зависимости между температурой и степенью превращения, непродолжительному, но большому перегреву у поверхности зерна с наилучшими условиями обмена, значительным перегревам слоя — динамическим забросам, на-Л1Н0Г0 превышающим стационарные перепады температур между входом и выходом из слоя могут быть в несколько раз больше адиабатического разогрева при полной степени превращения. Сдвиг по фазе между температурными и концентрационными полями иногда приводит к возникновению колебательных пере- [c.13]

В приведенных выше уравнениях Р — общее давление рл — парциальное давление компонента А — средний молекулярный вес протекающего газа (х и р — соответственно динамическая вязкость и плотность протекающе Го газа Ваш — средний коэффициент диффузии компонента А в газовой фазе Яо — коэффициент пропорциональности У РрС/ц — модифицированный критерий Ие Рр — поверхность одной частицы катализатора О—весовая скорость, кг/мг-сек д — ускорение свободного падения, м1сек . [c.22]

Эти рассуждения показывают, что при надлежаще выбранных условиях действительные скорости реакции на каталитической поверхности могут быть измерены динамически. Возникают затруднения в тех случаях, когда зерна катализатора пористы и каталитическая реакция протекает главным образом внутри этих пор. В таком случае замедленная диффузия через узкие поры может оказаться недостаточно быстрой, чтобы соответствовать сядарости поступления реагирующих веществ, что приведет к повышенной концентрации в газовом пространстве по сравнению с концентрацией у внутренней поверхности пор. Зельдовичем [3] было вычислено, что е этом случае даже температурные коэффициенты суммарной реакции могут значительно отличаться от температурных коэффициентов поверхностной реакции, например быть в 2 раза меньше последних. Однако Вагнер [4] показал, что в лабораторных условиях такое различие температурных коэффициентов едва ли может быть реальным и что скорость реакции всегда определяется скоростью диффузии (нулевая концентрация внутри пор) или скоростью реакции (одинаковая концентрация внутри и вне пор). Действительно, Шваб и Цорн [5] наблюдали на никелевых скелетных катализаторах оба эти случая без промежуточной области. [c.27]

О. В. Крылов. Эти сомнения вполне оправданы. Мы изучили и реальную кинетику на нескольких катализаторах. Действительный порядок реакции несколько отличается от нулевого. После опубликования препринта нами было проведено исследование той же реакции обычным динамическим методом. Общий характер закономерностей сохранился. Кроме того, как указано в докладе 64, корреляционные коэффициенты для разложения этанола, полученные импульсным методом, имели тот же знак и почти ту же величину, что и корреляционные коэффициенты для разложения изопронанола, полученные статическим и динамическим методами. Это говорит об объективном характере закономерностей, хотя полученные зависимости очень грубы и могут дать только самые первоначальные указания на направление подбора катализаторов. [c.245]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология