Реакторы химические интегральные

Оба эти метода дают возможность выявить основные различия в активности, связанные со значительными изменениями какого-либо одного параметра (химического состава, структурных свойств и т. д.), если остальные параметры остаются без изменения. Вместе с тем сложной взаимосвязи между процессами сорбции, диффузии и, химической реакцией они не отражают. Более надежным способом, позволяющим избежать неправильных выводов при сравнении катализаторов с нестабильной во времени активностью, является экстраполяция конверсии на нулевое время. Этот метод обычно используют в тех случаях, когда реакция проводится в дифференциальном, а не интегральном реакторе. Однако, как правило, применяется он значительно реже, хотя известно, к какой путанице может привести, например, определение влияния соотношения Si/Al на каталитические свойства деалюминированного морденита, если однозначный способ определения активности отсутствует. Еще меньше можно назвать работ, в которых были проведены кинетические определения зависимости констант скоростей от скорости подачи сырья или парциальных давлений исходных компонентов -й продуктов реакции. Между тем, сравнивая активности, часто дйпускают, что реакции имеют первый порядок, и пересчитывают измеренные степени превращения в константы скорости. Принято также определять температурную зависимость активности и подставлять данные по конверсии при различных температурах в уравнение Аррениуса. Такой расчет будет правильным, если используются только начальные конверсии, потому что в этом случае можно избежать неточностей из-за разной скорости дезактивации катализаторов при различных температурах. Но даже и тогда расчет энергии активации совсем не обязательно приведет к Д,, характерной для данной химической реакции, которая протекает на определенном типе активных центров. Полученная величина Еа может в значительной степени отражать ограничения, связанные с диффузией и массопередачей. [c.56]

Конкретная структура математических уравнений и способов обработки данных зависит от экспериментального метода проведения кинетических исследований. Для дифференциальных реакторов это будет система алгебраических уравнений, для изотермических интегральных реакторов — система дифференциальных уравнений, сравнительно просто линеаризуемых в отношении констант, для неизотермических интегральных реакторов — система дифференциальных уравнений, нелинейных относительно констант. Следует отметить, что успехи в области решения нелинейных задач химической кинетики и поисковых методов [4, 15—17] позволили создать эффективные алгоритмы, обеспечивающие практически одинаковую достоверность в определении структуры кинетических уравнений и входящих в них констант для любого экспериментального метода кинетических исследований. [c.77]

Рис. 11-11. Радиальное распределение температуры газа в интегральном реакторе при протекании химической реакции

В двухфазном гетерогенно-каталитическом реакторе, изменяя при постоянной величине объема Ур отношение 8 я I, можно иногда наблюдать изменение эффективности аппарата. Однако в гетерогенно-каталитическом реакторе скорость химической реакции и массопередачи зависят только от линейной скорости сплошной фазы. В двухфазном жидкостном реакторе (ДЖР) интегральный эффект массопередачи зависит от времени пребывания дисперсной фазы, которое определяется высотой реактора и практически не зависит от его сечения. [c.117]

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]

Проточные интегральные реакторы, обычно заполненные катализатором трубки, аналогичны аппаратам, применяемым в промышленности, и по условиям своей работы близки к ним. Это имеет существенное значение в прикладных исследованиях, когда кроме чисто химических и расчетных данных необходимо выявить технологические особенности процесса, получить образцы целевого продукта, сведения о длительности работы катализатора и качества целевого продукта и т. п. Поэтому стадия модельной установки с проточным реактором является практически необходимой в разработке промышленных гетерогенно-каталитических процессов. Целесообразно использовать эти реакторы для получения данных по кинетике, необходимых для расчета и проектирования промышленных реакторов. При применении современной машинной вычислительной техники постановка опытов на проточных интегральных реакторах может дать большой объем информации, позволяющий составить математическое описание процесса с большой степенью надежности и тен самым решить задачу перехода от лабораторного или пилотного реактора к промышленному любой схемы и конструкции, в том числе и к оптимальному. [c.402]

Применительно к сложным химическим реакциям, осуществляемым в проточных реакторах идеального вытеснения (т.е. интегрального типа), справедливо следующее уравнение скорости реакции [c.19]

Гу па л о Ю. П., Р я 3 а н ц е в Ю. С., О режимах работы химического реактора идеального вытеснения с интегральным учетом тепловыделения, Ж. прикл. мех. и технич. физики, № 1, 82 (1969). [c.186]

Результаты измерения температуры катализатора в интегральном реакторе при протекании химической реакции представлены [c.156]

Проточные интегральные реакторы типа колонок ввиду трудности достижения нужного гидродинамического режима и учета изменения объема фаз при исследовании химической кинетики реакций в двухфазных потоках почти не применяются, [c.71]

При этом интегральная скорость химической реакции зависит от реакционного объема, а интегральная скорость массопередачи — от высоты реактора, поскольку линейная скорость дисперсной фазы почти не зависит от плош,ади поперечного сечения аппарата. Поэтому в общем случае эффективность многофазного реактора зависит как от его объема, так и от высоты. [c.117]

Увеличение размеров реакционных устройств для проведения процессов нефтепереработки и нефтехимии может сопровождаться изменением их конструкции (например, изменением устройства для распределения сырья в реакторе и т. д.). Не удается также безгранично уменьшать размеры реактора. Изучение технических процессов крекинга, платформинга и других на одном-двух зернах катализатора в дифференциальном реакторе едва ли возможно, так как для анализа результатов необходимы значительные количества продуктов, а при малых количествах катализатора это требует длительного времени работы. Вследствие этого приходится изучать процесс в интегральном реакторе в условиях, когда физический транспорт может оказывать тормозящее действие на химические превращения. [c.136]

Для создания математического описания процесса химической переработки нефтяной фракции, проводимого в интегральном проточном реакторе, необходимы следуюш,ие сведения. [c.158]

Вообще, дифференциальный реактор более пригоден, если лимитирующими являются процессы переноса массы и химическая реакция внутри, тогда как интегральный реактор, вероятно, удобнее при лимитирующем влиянии внешней диффузии. [c.430]

Проточный метод является интегральным и непрерывным и позволяет осуществлять процесс как угодно долго при заданных концентрациях, температурах, давлениях, линейных и объемных скоростях газового потока на входе в реактор. Естественно, что концентрации реагирующих веществ и другие параметры изменяются по длине (высоте) реактора в результате химического превращения. Аппаратурное оформление таких установок проще, а чувствительность ниже, чем статических. [c.284]

Как будет показано ниже, по результатам эксперимента в аппарате с интенсивным перемешиванием можно определить кинетическую кривую для каждого компонента С вектора концентрации с [10]. Б выходном потоке доля объемов, пробывших в системе время от т до т + т, определяется функцией плотности вероятности /5(т). Для установившегося состояния концентрация в объеме, пробывшем в реакторе время т, равна С (т). Здесь Сг(т) —решение уравнения кинетики (интегральная кривая) рассматриваемой химической реакции. Так как время т — случайная величина с плотностью распределения р(т), то среднее значение концентрации на выходе подсчитывается как математическое ожидание функции случайной величины по формуле [c.274]

Возможность увеличения производительности химического реактора объясняется осуществлением реакции практически в условиях, обеспечивающих более высокий уровень средней скорости желаемой реакции между началом и концом реактора. Предел увеличения производительности заданного реактора будет определяться максимальным интегральным эффектом скорости желаемой реакции, который можно получить в данной системе. [c.44]

Применение теории подобия к обработке экспериментальных данных для интегрального изотермического реактора, разработанного во Всесоюзном научно-исследовательском институте олефинов, позволяет достаточно точно" определить кинетику сложных параллельно-последовательных превращений, не прибегая к методам графического дифференцирования или усреднения, существенно искажающим кинетические константы. Интегральные методы исследования кинетики химических реакций позволяют наметить механизм превращений и тем самым определить систему кинетических уравнений, описывающих процесс. [c.318]

Указанного недостатка не лишен метод испытания катализаторов на интегральной проточной установке. Однако этот старый метод требует усовершенствования. Мы разработали методику испытания катализаторов и изучения кинетики химических процессов на лабораторной установке [36], особенностью которой является применение интегрального реактора со свободно перемещающимся (в слое катализатора) пробоотборником и термопарой, позволяющим найти распределение концентрации веществ и температуры по длине слоя катализатора. Преимущества предложенной конструкции реактора перед известными конструкциями аналогичного назначения дают возможность отобрать пробы в ограниченном числе точек в слое катализатора, очевидны. [c.129]

Таким образом, в случае параллельных реакций первого порядка (в общем случае для реакций одинакового порядка) по исходному веществу дифференциальная и интегральная селективность для реактора идеального смешения не зависят ни от времени, ни от конверсии (Хд), оставаясь постоянными на протяжении всего химического процесса при заданных условиях, и определяются стехиометрией и константами скоростей реакций. Это относится также к реакторам периодического действия и вытеснения. [c.189]

Кинетические определяющие критерии (безразмерные скорости) могут характеризоваться начальным , текущим [2 и средним (интегральным) Г 3 значениями. Ооответствующие меры взаимодействия (критерии), учитывающие кинетику химических реакций целесообразно использовать для оценки общих свойств математических моделей химических реакторов того или иного класса. [c.67]

Химические реакторы, работающие в режиме вытеснения и являющиеся интегральными реакторами, требуют для расчета их геометрических параметров учета кинетики процесса на молекулярном уровне. В реакторах же, работающих в режиме смешения, скорость химических реакций надо учитывать на макроуровне, так как это дифференциальные, а не интегральные реакторы, т. е. для последних использовать закон действующих масс на макроуровне, а для первых— закон действующих масс на молекулярном уровне. [c.105]

Рассмотрим уравнение теплового баланса дифференциального или интегрального (периодический, проточный идеального вытеснения) реактора при проведении в нем сложной химической реакции, состоящей из Q простых реакций (см. гл. I, 1, гл. II, 2) [c.74]

Предполагается, что процессы теплообмена в реак- торе проходят достаточно интенсивно, так что градиентами температуры внутри реактора можно пренебречь. С этим предположением связана форма уравнения сохранения тепловой энергии (3.2), которое выражает интегральный баланс тепла в реакторе. Второй член в уравнении (3.2) учитывает теплообмен реактора с внешней средой и различие температур смеси, поступающей в реактор, и смеси, находящейся в реакторе. Третий член учитывает суммарное выделение (поглощение) тепла в реакторе аналогичным образом учет тепловыделения проводился ранее [93] при рассмотрении химической реакции внутри одиночного зерна катализатора при высоких значениях коэффициента теплопроводности. [c.147]

Проточный реактор для катализа рассматривается как дифференциальный, если скорость протекающей в нем реакции одинакова во всех точках аппарата. Этот же аппарат определяется как интегральный, если скорость реакции изменяется внутри реактора. Дифференциальный метод анализа химических процессов используется на основе данных, полученных с помощью дифференциального реактора. Скорости реакций в дифференциальных реакторах находятся прямым путем, и в этом случав мы имеем [c.120]

Рис. П-Ю. Раднальное распределение температуры катализатора I в интегральном реакторе при протекании химической реакции г-длина слоя, мм.

Гидродинамические ф а т т о р ы. Формально к этой группе относятся характеристики д1ежфазной поверхности и перемешивания по сплошной и дисперсной фазам. Однако роль гидродинамических факторов значительно шире, так как гидродинамическая обстановка в реакторе определяет в конечном счете не только интегральную скорость тепло- и массообмена, но и интегральную скорость химической реакции. [c.12]

Синтез реакторных систем. В практике исследований синтез реакторных систем в основном ограничивается вопросами распределения нагрузок на параллельно работаюш ие системы, распределения времени пребывания в каскадах реакторов и как самостоятельная проблема не получил достаточного развития. Большое число оптимизационных задач химических реакторов решается для исследования распределения температур, времени пребывания, старения катализатора, его регенерации и так далее, т. е. частным вопросам повышения эффективности единичных реакторов. Большое внимание уделяется также исследованию гидродинамической структуры потоков одно- и многофазных ре акторов. Вместе с тем стадия химического превращения является лишь частью химического производства и связана по крайней мере материальными потоками с другими стадиями. Подход, используемый при оптимизации технологдческой схемы на основе аддитивности критерия, не может обеспечить глобального оптимума. Большой интерес с точки зрения интегрального подхода к синтезу технологической схемы представляют реакторы с рециклами, с тепловым объединением. Очевидно, решение этих задач следует проводить совместно с синтезом схем химического превращения, так же как и с последующей стадией — выделением продуктов реакции. [c.452]

Микрокинетические исследования позволяют определить маршруты реакций и выбрать наиболее достоверный и.з них, а также рассчитать порядок и константы скоростей реакций. Эти исследования проводят в лаборатории таким образом, чтобы изучить кинетику химической реакции в чистом виде , без влияния условий перемешивания реагентов, тепловых и диффузионных эффектов и дифференциальных, проточно-интегральных или циркуляционных реакторах. При постановке лабораторных микрокинетических исследований опыты осуществляют с использованием современных научных методов экспериментирования — направленного многофакторного эксперимента, при котором одновременно изменяют несколько наиболее существенных параметров и целенаправленно обеспечивают выход процесса в оптимальны11 режим . При проведении микрокинетических исследований обязательно применяют ЭВМ, на которой быстро просматривают все возможные решения кинетических уравнений и выбирают наиболее достоверный маршрут химической реакции при разных температурных условиях. Использование научного метода направленного многофакторного эксперимента ЭВМ резко сокращает число необходимых опытов и позволяет определить оптимальные условия течения химической реакции. В связи с этим обязательной составной частью оборудования химической лаборатории должна быть ЭВ1 [ (на рис. УН-18 аналоговая машина). - [c.483]

Поскольку спектры излучений реактора сложны, а диапазон энергий очень широк, определение дозы, поглощенной в процессе облучения, сопряжено с некоторыми трудностями. Общепринятая в литературе методика описания изменений свойств смазочных материалов в зависимости от интегрального потока тепловых нейтронов в корне неправильна, так как этот способ не дает прямой информации о количестве энергии, поглощенной тем или иным смазочным материалом за время облучения. Все это значительно уменьшает ценность большинства работ, выполненных с использованием излучения реактора. Р1ными словами, применяемое обычно облучение в канале ядерного реактора в течение одинакового времени различных по химическому составу смазочных материалов приводит к тому, что они поглощают различное количество энергии и при этом неправильно будет оценена их радиационная стойкость. [c.244]

При протекании химического щюцесса в условиях стационарного режима работы реактора молярный поток продукта В (F ) связан с начальным молярным потоком реагента А (F/J, конверсией (Хд), интегральной селективностью (Ф ) и выходом соотношением [c.182]

Проточные интегральные реакторы — это обычные заполненные катализатором трубки, аналогичные применяемым в промышленности. Вывести обычными методами кинетические уравнения по данным, полученным на интегральном реакторе, можно только при исследовании простых изотермических реакций. В остальных случаях при обычной обработке результатов надежность выводов невелика, так как процесс в интегральном (в частности трубчатом) реакторе осложняется явлениями температурной неоднордности слоя и продольным перемешиванием потока. Кроме того, в трубчатом реакторе далеко не всегда удается избавиться от внешне- и внутридиффузионного торможения процесса. Поэтому дифференциальные аппараты в первую очередь следует рекомендовать для детального изучения химической кинетики гетерогенно-каталитических процессов. [c.345]

Исследования процессов гидроочистки нефтепродуктов проводятся на проточных лабораторных и пилотных установках в изотермических интегральных реакторах при наличии градиента концентраций реагирующих веществ как вследствие протекания химических превращений, так и в результате продольного и поперечного перемешивания фаз. Поэтому кинетику химических превращений приходится изучать на основании данных о скорости процесса в целом. Однако кинетические зависимости для процесса в противоположность истинным кинетическим зависимостям меняются с изменением размеров аппарата, линейной ско-ростй реакционной смеси и других факторов, определяющих соотношение между скоростями химических превращений и интенсивностью процессов переноса вещества и тепла, что затрудняет решение задачи масштабного перехода [c.44]

Этот пз ть, на наш взгляд, лежит в применении метода масштабирования. По эгому методу, в лабораторных масштабах ведется исследование химической кинетики в условиях интегрального или дифференциального реактора с отработкой кинетических зависимостей на аналоговых вычислительных машинах (АВМ) и одновременно снимаются макрокинетиче-ские характеристики (гидродинамические, тепловые и диффузионные) на пилотной установке, информация с которой вместе с данными по кинетике отра()атывается на цифровой вычислительной машине (ЦВМ), включенной в ]л икл исследований по принципу обратной связи. [c.16]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология