Безградиентные условия процесса

Прогрессивным является безградиентный метод определения активности катализатора [5]. Безградиентные условия катализа (метод полного смешения) достигаются в проточно-циркуляционной установке, включающей цикл с реактором и циркуляционным насосом. Условия метода полного смешения слоя катализатора создаются благодаря работе циркуляционного насоса. Этот метод позволяет с высокой точностью определять скорость процесса и находить вид кинетического уравнения. Мы предложили варианты безградиентных устройств, в которых реактор совмещен с циркуляционным насосом, что приводит к уменьшению объема системы в 4—5 раз. [c.103]

Там, где существует непосредственно наблюдаемая поверхность раздела фаз, хотя бы и в виде воронки, безградиентные условия процесса не достигаются и высокая производительность реакционного объема не может быть осуществима. [c.144]

В реакторах периодического действия и идеального вытеснения концентрации изменяются во времени или по объему, и конечный результат находят после интегрирования (интегральные реакторы). В отличие от этого, в аппарате полного смешения градиент концентраций отсутствует (безградиентные условия процесса), а конечный результат находят, решая алгебраическое уравнение, что значительно упрош,ает расчет. [c.59]

По этим формулам при / /=1 легко рассчитать для любой средней степени олигомеризации Хд и затем N0, N1, N2 и т. д. Сравнение полученных таким образом кривых распределения для аппаратов идеального вытеснения и полного смешения при т=10 приведено на рис. 97. Характер кривых различен, и это свидетельствует о том, что безградиентные условия процесса непригодны для получения олигомеров со сравнительно узким распределением гомологов. [c.347]

Главное достоинство предложенного метода состоит в том, что он позволяет исследовать в безградиентных условиях кинетику процессов в псевдоожиженных слоях контактов при отсутствии гидродинамических осложнений, оценивать в лабораторных условиях истинную активность и производительность единицы объема контакта для флюидных реакторов. В реакторе с раздельным вводом составляющих реакционной смеси в слой катализатора можно исследовать скорости процессов в смесях со взрывоопасными концентрациями реагентов [13]. [c.103]

Всякий статический метод, очевидно, является интегральным, так как в периодическом процессе может быть измерено только изменение концентрации вещества за какой-либо период времени, причем условия процесса в течение этого периода не могут оставаться постоянными. Проточные интегральные и дифференциальные реакторы представляют собой не что иное, как реакторы соответственно идеального вытеснения и идеального смешения, рассмотренные в гл. V. В проточном реакторе идеального смешения (безградиентном) концентрации реагентов и температура повсюду одинаковы и постоянны во времени, и скорость образования любого вещества, отнесенная к единице объема зоны реакции, равна, согласно (V.47), разности между действующей и исходной концентрациями этого вещества, деленной на среднее время контакта. Математическая обработка экспериментальных данных, полученных на дифференциальном реакторе, ведущая к искомым кинетическим зависимостям, таким образом, максимально упрощается, что является важнейшим преимуществом аппаратов этого типа. Наряду с аппаратами идеального смешения, работающими с принудительным перемешиванием или рециркуляцией реакционной смеси, дифференциальные (безградиентные) реакторы могут представлять собой приточный аппарат, работающий при очень малых степенях превращения. Во всех этих случаях (в последнем — с мень- [c.344]

В настоящее время в промышленности используются почти исключительно непрерывные процессы. Это значит, что в реакционные аппараты, находящиеся под давлением, необходимо при помощи насосов и компрессоров или других машин непрерывно подавать значительное количество реагирующих жидкостей и газов. Мало того, во многих процессах обязательно соблюдение весьма интенсивного гидравлического режима работы аппарата, обеспечивающего оптимальные условия массопередачи и теплопередачи, и безградиентные условия протекания химических процессов. Эти условия достигаются за счет интенсивного перемешивания реагирующих веществ, обеспечивающего образование тонких эмульсий, суспензий и пен, равномерно заполняющих весь реактор и полностью исключающих зоны местных перегревов. [c.8]

Винт с р2 = 2,4, работающий справа, обеспечил интенсивное перемешивание (Reg = 180 ООО). За счет большой линейной скорости циркуляции жидкости центральный вихрь был втянут винтом. Жидкость, газ и твердые частицы были равномерно распределены по всему объему аппарата, обеспечив безградиентные условия протекания любого процесса. [c.170]

Первым признаком интенсивного перемешивания является наличие относительных скоростей между дисперсной фазой и дисперсионной средой при равномерном распределении фаз в реакционном пространстве, вторым — достижение безградиентных условий протекания процесса третьим признаком следует считать достижение максимального значения коэффициента теплоотдачи от реагирующей среды к стенке аппарата. Во многих процессах последнее оказывается основным условием, определяющим возможность осуществления процесса с необходимой скоростью. Так, для промышленного реактора объемом 1,6 м с диаметром корпуса 0,8 м и высотой 3,3 м при частоте вращения винта 1400 об/мин для достижения высокого коэффициента теплопередачи требуется трехлопастной винт диаметром 0,3 м с шаговым отношением 0,2. [c.172]

Разработанные нами конструкции реакторов применимы для изучения кинетики топохимических процессов изменения состава контакта в безградиентных условиях, если вес катализатора изменяется на 5% и более. [c.168]

При изучении кинетики крекинга кумола в дифференциальном реакторе мы установили, что для всех образцов активность катализато-ра, отнесенная к единице веса образца, не зависела от его навески, а также от размера гранул (от 0,1 до 0,5 мм). Таким образом, исследование в дифференциальном реакторе проведено в безградиентных условиях. Кроме того, для изученных цеолитов было показано, что вплоть до температур 470—480°С процесс крекинга кумола не осложняется диффузионным торможением [13]. [c.421]

Физический смысл этого уравнения ясен. Искомое распределение скорости определено как результат суперпозиции двух распределений. Первое из них, представленное функцией / (л), является вполне универсальным и соответствует течению вдоль пластины . В нем отражены некоторые свойства поля скорости, совершенно общие, в равной мере присущие всем реально возможным случаям течения. Индивидуальные особенности распределения, характерные для данного конкретного процесса, воспроизводятся посредством второго слагаемого. Это слагаемое построено в виде произведения из множителя Л(д ), зависящего только от закона изменения скорости и х) внешнего течения, на некоторое универсальное распределение 0(т1). Можно сказать, что наложение второго распределения деформирует универсальный профиль, специфичный для безградиентного течения, приближая его к распределению, отвечающему заданным условиям процесса. [c.150]

Найдите оптимальную с точки зрения себестоимости начальную концентрацию инициатора для проведения реакции А-ЬУ—>-В, описываемой кинетическим уравнением га 1 = 100 Си° и уравнением скорости распада инициатора ги 1 = 1,0 Си [моль/(л-ч)- ], если стоимость последнего Ци = = 200 руб./кмоль. Процесс проводится в безградиентных условиях при степени конверсии инициатора 0,95 и остальных данных, как в примере на с. 363. [c.369]

Поэтому в каждом случае для правильного сравнения каталитической активности необходимо детально изучать кинетику процесса в безградиентных условиях, особенно для такого сложного последовательного процесса, как гидрирование метилацетилена. [c.337]

Приведенные данные свидетельствуют о том, что принимаемый некоторыми авторами для безградиентного нагрева Bi = = 3- 4 без рассмотрения конкретных условий протекания процесса является неверным. В каждом конкретном случае необходимо обосновать то значение Bi, при котором можно пренебречь градиентом температуры по сечепию частицы. Можно заранее сказать, что для Bi = 0,1 и с меньшей точностью для Bi = 0,2 исходные уравнения могут быть упрощены за счет безградиентного нагрева (охлаждения). При термообработке во взвешенном состоянии могут иметь место довольно значительные величины критерия Bi. Например, для = 4 мм, I. = 0,5 ккал/м-ч-град (стеклянные [c.43]

Наряду с описанным выше стеклянным реактором для определения активности катализаторов и исследования кинетики гетерогенных каталитических процессов методом полного смешения, а также в условиях, соответствующих квазистатическому методу, разработан стеклянный разъемный герметический безградиентный реактор [151. В настоящей работе предлагается конструкция аналогичного реактора из металла. В таких вариантах реактор может быть применен для исследования процессов при атмосферном и повышенных давлениях с обычными и высококипящими веществами. [c.35]

Задача подбора оптимального катализатора для какого-либо технологического процесса включает в себя исследование кинетики реакции на данном катализаторе. Между тем лабораторные способы кинетического исследования предполагают, как правило, работу при относительно малых степенях превращения, в безградиентных системах и тому подобных искусственных условиях, сильно отличающихся от производственных. С другой стороны, известно, что каталитическая реакция слагается из последовательности процессов, включающей стадии адсорбции и десорбции и собственно химическую реакцию, протекающую во многих случаях на неоднородной поверхности. В различных условиях проведения реакции могут работать различные группы участков, различающиеся по адсорбционной и каталитической активности [1—5]. Соответственно должна меняться и кинетика реакции поэтому при выборе методов лабораторного исследования необходимо учитывать факторы, связанные с неоднородностью. [c.132]

В процессах с движущимся катализатором (типа термофор), а особенно в кипящем слое, влияние гидродинамических факторов еще сильнее, чем в процессах с неподвижным слоем катализатора. Поэтому при их разработке целесообразно исследовать различные стороны процесса отдельно. Активность и стабильность катализатора и кинетику химических превращений наиболее удобно исследовать на проточно-циркуляционных или других безградиентных установках. Такие вопросы, как истираемость катализатора, скорость падения активности, условия регенерации, также следует изучать в специальных условиях. [c.375]

Это будет означать, что нагрев в индукторе будет проводиться как бы с нулевой температуры. Для решения уравнения при условии безградиентного нагрева в печи примерно до 800° С можно пользоваться результатами расчета, полученного в работах [31, 32]. Авторы этих работ рассматривают тепловые процессы при индукционном нагреве. Весь интервал нагрева делят на три этапа. Для нашего случая представляет интерес горячий режим нагрева, когда металл достигает парамагнитного состояния. Удельная мощность для этого этапа нагрева определяется по формуле [c.125]

Предварительно было установлено, что объемные стадии при использовании безградиентного реактора не искажают каталитического процесса при температуре 440° С. Изобутилен без катализатора и в условиях, аналогичных условиям испытаний катализаторов, не претерпевает существенных превращений до температуры 440° С. Зависимости конверсии и избирательности процесса окисления изобутилена от температуры, измеренные в проточном реакторе, при наличии и в отсутствии свободного объема до и после слоя катализатора удовлетворительно совпадали до 440° С. [c.71]

Безградиентные условия контролируются экспериментально, установлением условий катализа, при которых скорость процесса не зависит от интенсивности перемешивания. Эти условия соответствуют методу полного смешения, при которых автоматически устанавливается полная безградиентность по концентрации и температуре. [c.31]

Наряду с этими процессами на поверхности катализатора происходит накопление органических веществ [7]. Закономерности самого этого процесса и взаимосвязь его с процессами восстановления и катализа представляют большой теоретический и практический интерес. Накопление органических веществ и восстановление У2О5 должны изменять вес контакта. Поэтому целесообразно было использовать весовую методику [8] для исследования изменения веса катализатора как при каталитическом окислении нафталина в безградиентных условиях с одновременным определением активности контакта, так и при восстановлении контакта нафталино-азотной смесью и окислении восстановленного катализатора кислородом воздуха. [c.155]

Кинца в своем выступлении указал, что реакция гидрирования ацетона характеризуется сложными, изменчивыми кинетическими закономерностями, которые он наблюдал на медно-никелевых сплавах. В наших расчетах, как изложено в докладе, мы использовали собственные кинетические данные, полученные в безградиентной системе на никелевом катализаторе при 95° С. Полученное нами кинетическое уравнение, согласующееся с закономерностями кинетики обратной реакции, справедливо именно для этих условий. Поэтому приводимые в докладе величины теплот образования поверхностного соединения также справедливы только для этих условий, отвечающих определенному механизму процесса, доказанному разными физико-химическими исследованиями. Таким образом, факт изменения кинетических закономерностей реакции гидрирования ацетона на разных катализаторах в различных условиях только подтверждает нашу позицию о возможных изменениях теплот образования промежуточных соединений, отвечающих разным механизмам процесса и условиям его осуществления. [c.477]

После формирования контакта (прогрев, откачка) в цикл установки из резервуара подается контролируеше манометром количество газа и включается стеклянный циркуляционный насос. Циркуляция газа через слой контакта снимает затруднения с доставкой веществ к внешней поверхности контакта и обвсп1чивает безградиентные условия катализа. Оптимальная скорость циркуляции газа подбирается эмпирически и соответствует условияг , когда скорость процесса не зависит от интенсивности перемешивания (скорости циркуляции). [c.191]

Реактор полного смешения и кинетическое исследование процесса в безградиентных условиях. Реактор полного смешения (рис. 7, а) также является непрерывно действующим. Условие его идеальности состоит в отсутствии градиента концентраций и температуры по объему ( Сг/с У= 7 /сгК=0), причем в стационарных условиях этот градиент отсутствует и во време ни. При введении исходной смеси в большой реакционный объ ем происходит скачкообразное снижение концентраций реагентов до величины, равной концентрации в реакторе и на выходе из аппарата (рис. 7,6). Для стационарных условий работы по изложенным причинам можно составить баланс для реактора в целом (Рг — Рг,о = ГгУ ИЛИ ГгГПк), откуда получавм общее уравнение [c.58]

Для экзотермических реакций Кс падает с температурой, и поэтому двучлен в квадратных скобках уменьшается с повышением как степени конверсии, так и температуры, дричем пр№ приближении к равновесию он стремится к нулю. Когда движущая сила обратимой реакции (Хд—Хк) еще велика, повышение температуры сказьсвается главным образом на увеличении константы скорости, и г= Сд, о(- д—Хх) растет. Однако при малом значении (Хд—Хд) для повышения скорости становится выгодным увеличить эту разность, т. е. понизить температуру реакции. Следовательно, при каждой степени конверсии,, кроме Хд=0, для обратимой экзотермической реакции имеется некоторая температура, при которой скорость процесса и производительность реактора максимальные (рис. 86). Эта температура тем ниже, чем выше степень конверсии, и для данного случая выгоден постепенно понижающийся профиль температур (рис. 87), Последнее относится к реакторам периодического действия и идеального вытеснения. При безградиентных условиях, когда реактор работает при постоянной температуре, оптимум последней определяется ординатой кривой при заданной степени конверсии, а при использовании каскада реакторов полного смешения температуру нужно менять ступенчато в соответствии с принятой для каждого реактора степенью конверсии. [c.329]

Для дрределения активности контактов и исследования, кинетики гетерогенных каталитических процессов применяются статический, проточный и наиболее прогрессивный — безградиентный методы. Примене-иие стат ичеЬкого метода ограничивается осложнением кинетических данных макрофакторами, связанными с внешнедиффузионными затруднениями переноса вещества и тепла. Применение статического метода перемешивающих устройств (цикл, включающий реактор и циркуляционный насос) позволяет освободиться от таких осложнений. Циклическое устройство с перемешиванием для статического метода было предложено в работах [1, 2], и он был переименован в квазистатический метод. Наиболее часто применяется проточный метод исследования кинетики. Однако в лабораторных условиях (малые количества контакта) из-за стеночного эффекта, продольного перемешивания, а также неизо-термичности вдоль и по сечению слоя практически невозможно поддерживать в шихте контакта условия метода идеального вытеснения. [c.102]

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]

Безградиентные методы основаны на осуществлении процесса в условиях практического отсутствия в реакционном пространстве перепадов концентраций, температур скоростей. Такой режим достигается интенсЯвньш перемешиванием реакционной смеси в этом пространстве при непрерывном введении туда исходных веществ и непрерывном выведении оттуда продуктов реакции вместе с непрореагировавшими исходными веществами (режим, близкий к идеальному смешению), со скоростью ввода и вывода значительно меньше, чем скорость перемешивания. [c.527]

Интенсивное перемешивание реакционной гмеси при крекинге кумола в проточных, условиях осуществлено на установке, описанной в работе [[Ю. . Авторы использовали реактор Корнейчука 117 с внут -ренней циркуляцией реакционной смеси за счет возв -ратно-поступательного движения поршня электромагнитного насоса, Безградиентность работы реактора контролируется по анализу проб, отобранных над и под слоем катализатора. Отсутствие градиента концентрации по длине слоя является критерием безградиентно-го осуществления реакции. У словия проведения процесса показаны в табл. 3. Скорость реакции вычисляется обычным способом по количеству кумола, превратив -шегося за определенный промежуток времени после установления стащюнарного состояния системы. Из-за отсутствия каких-либо достаточно заметных побочных реакций по данному методу невозможно оценить каталитическую селективность алюмосиликатов. [c.27]

Главное достоинство этого метода в том, что он позволяет непосредственно измерять скорость процесса в дифференциальном виде. При обработке экспериментальных дашшх не требуется интегрировать дифференциальные кинетические уравнения. Так как данные о скорости процесса в дифференциальном виде получаются в условиях отсутствия градиентов концентраций и температур, они приобретают при заданной степени превращения достоинства физико-химических констант. С этой точки зрения безградиентный метод является прямым методом определения активности катализаторов. [c.206]

Это соотношение является аналогом уравнения (2.43). Тот факт, что для его вывода не потребовалось никаких особых предположений о тепловых условиях течения, а s динамическом отношении процесс определен как частный случай безградиентного течения, является вполне закономерным. В нем отражается большая простота тепловой задачи в то время как для температуры всегда (при 7 T = onst) удовлетворяется условие 0 = onst, скорость внешнего потока U сохраняет постоянное значение только в случае безградиентного течения и, соответственно, уравнение (2.43) является простейшим частным. случаем интегрального соотношения (2.46). [c.162]

Наиболее надежную информацию о состоянии сдвигового течения можно получить из данных о распределении параметра неравновесности С по длине пластины, которые для тех же условий эксперимента приведены на рис. 5.6. Этот параметр, предложенный Клаузером [11 ] для оценки процесса перехода к равновесному состоянию и характеризующий степень отклонения закономерностей течения в возмущенном пограничном слое от развитого равновесного состояния, имеет для безградиентного обтекания следующий вид [c.265]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология