Оптимизация характеристик катализаторов

На современном этапе развития науки основные характеристики катализатора активность и избирательность, а также кинетические параметры процессов могут быть определены лишь прямыми измерениями. Для того, чтобы кинетические данные были пригодны для суждения о механизме процесса, а также для решения задач оптимизации технологических режимов, к ним предъявляются требования высокой точности и надежности. Между тем точность и надежность в значительной степени определяются надежностью применяемых методов исследования. [c.102]

Шихта О (раствор изопрена в изопентане), поступающая в отделение полимеризации при температуре То, концентрации изопрена то и концентрации водорода Яо, распределяется по работающим батареям. В первые реакторы батарей подается катализатор в рубашку реакторов —хладоагент Схл- Выходные потоки всех батарей смешиваются и поступают в отделение выделения и сушки. Непрореагировавший изопрен (мономер в возвратной фракции т . ) из отделения ректификации вновь поступает на вход батарей. Изменение во времени характеристик реакторов процесса, а также изменение количества примесей требуют оптимизации стационарного режима действующего процесса полимеризации, проводимой через определенные промежутки времени. [c.158]

В проблеме моделирования заданы как характеристика реактора, так и его поведение в данных условиях, а задача расчета состоит в определении соответствующей активности катализатора. Здесь нет поиска наилучшего решения, так как все условия фиксированы. На самом деле задача может быть даже переопределена, т. е. может иметься больше данных, чем необходимо для однозначного определения решения. В этом случае приходится прибегать к своеобразной обратной задаче оптимизации с использованием метода наименьших квадратов, чтобы сгладить более или менее противоречивые данные. [c.173]

В-третьих, автор изложил большой материал в компактной и доходчивой форме, отказавшись от рассмотрения теоретических аспектов катализа, вопросов химического машиностроения, оптимизации и т.п., освещенных в современной монографической и журнальной литературе в противном случае объем книги очень резко бы возрос и характеристики собственно катализаторов утонули бы в общей массе материала. А в такой форме, как она есть, книга содержит все важнейшие сведения, необходимые для того, чтобы читатель получил представление [c.6]

Основные факторы, влияющие на характеристики цеолитных катализаторов, были выявлены уже к 1965 г. Вслед за этим начался продолжающийся и в настоящее время период реконструкции установок крекинга с целью оптимизации процессов с- участием цеолитных катализаторов. Основные усовершенствования проводились в следующих направлениях [c.277]

Параллельное соединение блоков. Задача оптимального распределения потоков между параллельно работающими блоками (рис. 12) возникает при оптимизации действующих процессов, которые вследствие разных причин ( старение катализатора в реакторах, загрязнение поверхности теплообмена в теплообменниках и др.) отличаются один от другого характеристиками работающих аппаратов, даже если они имеют одинаковую проектную мощность. [c.36]

Ряд переменных определяет решение общей задачи оптимизации эксплуатационных характеристик реактора при дезактивации. Эти переменные включают состав катализатора и его распределение, тип реактора и его размер, температуру контактирования и конверсию, ограничения, по селективности. Выбор типа реактора уже обсуждался в разделе 8.1, так что дальнейшее обсуждение связано с влиянием других переменных. [c.192]

Анализ был также распространен иа реактор с неподвиж-ным слоем, подверженным дезактивации, при использовании того же режима. Предполагалось равномерное отравление при изотермических условиях в отсутствие осевого перемешивания. Были рассчитаны режимы, обеспечивающие равномерную активность катализатора, которые являются оптимальными для неподвижного слоя. Эти режимы зависят только от стоимости катализатора, модуля Тиле для зерна, безразмерного времени и отношения 6/тр. Хотя этот метод оптимального проведения процесса, вероятно, трудно практически реализовать, интересно наблюдать, что изменение в распределении активного материала может вести к улучшению характеристики процесса. Важным фактором в расчете проведения процесса в реакторе с неподвижным слоем, работающим в условиях дезактивации, является оптимизация времени пробега. Чем ниже значение этого времени, тем больше частота регенерации и больше стоимость проведения операции. В последовательных реакциях типа [c.200]

Вопросы оптимизации последних характеристик и размеров пор катализатора обычно не возникают перед инженером-проекти- [c.111]

Задача оптимизации формулируется теперь следующим образом при изменившихся значениях характеристик процесса (дозировка и активность катализатора, концентрация мономера, коэффициент теплопередачи, температура хладоагента и др.) необходимо определить оптимальную нагрузку G и оптимальное распределение температур То, Тп в реакторах каскада, чтобы обеспечить максимум выбранного критерия с учетом ограничений. При этом возможны следующие частные случаи. [c.182]

Учет динамики перемешивания катализатора позволил существенно сблизить теоретические и экспериментальные динамические кривые по этому каналу. Подробное сравнение теоретических и экспериментальных динамических характеристик подтверждает соответствие модели реальному объекту и возможность ее дальнейшего использования для разработки системы управления. Отметим, что модель используется не только для разработки системы автоматизированного управления динамическими режимами, но и для решения задачи статической оптимизации (в качестве основного принят алгоритм статической оптимизации эвристического типа, рассмотренный в гл. V) в рамках имитационного моделирования, а также разработки системы реального времени. [c.239]

С целью оптимизации процесса РИФ авторы [260] анализируют влияние начальной температуры смеси То, температуры формы Тф и концентрации катализатора во время раскрытий формы /к на максимальный экзотермический подъем температуры Гтах- Последние две величины авторы работы считают наиболее важными характеристиками РИФ. Сокращение времени раскрытия формы экономически выгодно, однако чрезмерное повышение температуры при ускорении реакции оказывает отрицательное воздействие на свойства конечного продукта, и разрешение этого противоречия требует оптимального выбора параметров. [c.171]

После прекращения выщелачивания большую часть раствора сливают, осадок отмывают от щелочи и в виде водной суспензии переводят в специальную емкость. В последнюю добавляют минеральное масло, и полностью удаляют воду нагреванием в вакууме. Готовый катализатор хранят и транспортируют в виде масляной суспензии. Регенерацию никеля Ренея не производят, срок службы этого катализатора невелик он быстро отравляется сернистыми, кислородными и азотистыми соединениями. Катализатор Бага можно регенерировать дополнительным выщелачиванием А1. На скелетных никелевых контактах процессы идут примерно при 100—120 °С и давлении от 2 до 8 МПа в жидкой фазе. Широкие возможности для оптимизации характеристик катализатора Бага, никеля Ренея дает расширение ассортимента неблагородных компонентов исходных сплавов. [c.166]

В краткосрочных разработках особый упор должен быть сделан на усовершенствование существующих катализаторов гидронитроочистки и гидрокрекинга. Оно включает использование недавно разработанных методов синтеза катализаторов (например, методов осаждения когелей, аэрогелей и метода постепенного изменения pH) для улучшения физических свойств известных катализаторов. Среди свойств, которые могут быть улучшены этими методами, отметим следующие объем пор, распределение пор по радиусам, механическая прочность и термическая стабильность. Ожидается, что эти методы могут также использоваться для оптимизации каталитической стабильности существующих катализаторов. Для эффективного проведения этих работ необходимо усовершенствование техники изучения специфических поверхностных свойств окислов для уточнения характеристик катализаторов и их удельной каталитической активности. [c.183]

Задача оценки переменных состояния химико-технологического процесса, к которым можно отнести температуру, дав.ттение, составы фаз, расходы жидких и газообразных среди т. д., состоит в том, чтобы по показаниям измерительных приборов, функционирующих в условиях случайных помех, восстановить значения переменных состояния системы, наиболее близкие в смысле заданного критерия к истинным значениям. Применительно к химико-технологическим процессам важность решения задач оценки переменных состояния и определения неизвестных параметров модели объекта имеет три аспекта открывается возможность получать непрерывно информацию о тех переменных состояния слон<-ного объекта, непосредственное измерение которых невозможно по технологическим причинам (например, концентрации промежуточных веществ, параметры состояния межфазной поверхности, доля свободных активных мест катализатора и т. п.) реализация непрерывной (в темпе с процессом) оценки переменных состояния и поиска неизвестных параметров модели создает предпосылки для прямого цифрового оптимального управления технологическим процессом решение задач идентификации решает проблему непрерывной оптимальной адаптации нелинейной математической модели к моделируемому процессу в условиях случайных помех и дрейфа технологических характеристик последнего, что необходимо для осуществления статической и динамической оптимизации. [c.283]

Установки каталитического риформинга в СССР эксплуатируются уже 30 лет. Характеристика отечественных промышленны) установок, работающих по бензиновому варианту приведена в табл. 67. Большинство установок работает со стационарным катализатором и периодической регенерацией катализатора. Основные этапы развития связаны с укрупнением единичной мощности, оптимизацией распределения объема катализатора по отдельным реакторам, 1 2 6), переходом на полиметаллические катализаторы, усовершенс вованием стадий подготовки сырья, регенерации, оксихлорировани, осернения катализатора, использованием более современного обор дования и приборов для контроля за процессом. Все это позволило повысить октановое [c.158]

Основными этапами при разработке реактора и САУ является построение математического описания процессов в реакторе, теоретическая оптимизация, качественный анализ описания, выбор типа реактора и исследование его статических и динамических свойств, определенне основных технологических и конструктивных характеристик реактора, выбор каналов управления, поиск оптимального управления и, наконец, синтез САУ. Значения многих технологических параметров и конструктивных характеристик реактора, как, например, диаметр трубки, размер зерен катализатора, в значительной мере определяющих стоимость, надежность и гидравлическое сопротивление реактора, должны выбираться с учетом реально возможного качества работы САУ. Таким образом, уровень и стоимость системы САУ могут влиять на аппаратурно-технологические решения процесса, а для реакторов, обладающих пониженной стабильностью, целиком определить эти решения. Так, неустойчивость оптимального стационарного режима приводит к частым срывам на высокотемпературный или низкотемпературный режим. Система управления реактором возвращает этот режим в окрестность неустойчивого ста-циоиарного состояния, процесс в целом оказывается нестационарным, рыскающим в окрестности этого состояния. [c.21]

Дальнейшее развитие теории катализа тесно связано с исследованием состояния катализатора во время реакции. Принципы структурного и энергетического соответствия, оставаясь решающими, должны относиться к системе катализатор — реагирующее вещество, сложившейся ко времени достижения стационарного состояния катализатора. Степень окисления поверхностных атомов катализатора, природа лигандов и состав промежуточного координационного комплекса определяют направление реакции и лимитирующие стадии. Решающую роль играют методы определения состояния катализатора и всей системы во время реакции. Одним из таких методов является измерение потенциала (или электропроводности) катализатора во время реакции. Легче всего это сделать в проводящих средах как в жидкой, так и в газовой фазе для гетерогенных и гомогенных катализаторов. В окислительно-восстановительных процессах структурным фактором являются не только размеры кристаллов и параметры решеток, но и кислотно-основные характеристики процессов. Всякая поверхность или комплексное соединение представляют собой кислоту или основание по отношению к реагирующему веществу, а это определяет направленность (ориентацию) и энергию взаимодействия вещества с катализатором. Для реакции каталитической гидрогенизации предложена классификация основных механизмов, основанная на степени воздействия реагирующего вещества на поверхность катализатора, заполненную водородом. В зависимости от природы гидрируемого вещества в реакции участвуют различные формы водорода. При этом поверхность во время реакции псевдооднородна, а энергия активации— величина постоянная и зависящая от потенциала поверхности (или раствора). Несмотря на локальный характер взаимодействия, поверхность в реакционном отношении однородна и скорость реакции подчиняется уравнению Лэнгмюра — Хиншельвуда, причем возможно как взаимное вытеснение адсорбирующихся веществ, так и синергизм, т. е. увеличение адсорбции БОДОрОДЗ ПрИ адсорбции непредельного вещества. Таким образом, созданы основы теории каталитической гидрогенизации и возможность оптимизации катализаторов по объективным признакам. Эта теория является продолжением и развитием теории Баландина. [c.144]

На этой стадии разработок, когда цели испытаний связаны с выбором оптимальных вариантов, а набор факторов в каждом частном исследовании не очень велик и стоимость экспериментов не слишком высока, уместно применение статистических методов планирования экспериментов [ЮЛ]. Технологические и экономические ограничения пе исключают выполнения необходимого объема экспериментов для проведения регрессионного анализа и позволяют учесть все существенные факторы для получения математической модели, адекватной реальному многофакторному обьекту или процессу, с последующей оптимизацией их, В ряде задач, например при выборе катализатора или концеитранни электролита, могут быть применены методы полного и дробного факторного экспериментов с получением линейной и пеполпой квадратичной модели объектов. При большом числе действующих факторов (свыше 6—7) могут быть использованы перенасыщенные планы по методу случайного баланса. При достаточно длительных испытаниях, связанных, иапример, с исследованием ресурсных изменений характеристик, плаиироваиие многофакторного эксперимента следует осуще-26 403 [c.403]

Возможны три направления усовершенствования существующих катализаторов селективного крекинга и гидронитроочистки оптимизация физических характеристик, изменение состава катализатора и эффективные методы испытания катализаторов. [c.179]

В связи с вооросшии спросом на нефть необходимо использовать рациональные процессы переработки нефтяных остатков в моторные топлива, нефтехимические продукты, смазочные масла и другие важные для народного хозяйства продукты. Однако отрицательные характеристики нефтяных остатков - низкое в нем соотношение водорода и углерода наличие сравнительно большого количества асфальтенов и присутствие металлсодержащих соединений, особенно ванадия и никеля - создают трудности при реализации этого процесса. Указанные особенности требуют создания более гонких катализаторов, оптимизации путей переработки и условий процесса, разработки и сооружения оптимальных систем реакторов. [c.12]

При оптимиаации на всех уровнях т обязательно сталкиваемся, с проблемой взаимовлияния аппаратов схемы. Действительно, рассмотрим, ныфймер, зерно катализатора. Изменение размеров зерна влияет ва гидравлическое сопротивление в реакторе, а следовательно., ИЕыеннет расходы на преодоление этого сопротивления. Это требует учета характеристик компрессоров, обеспечивающих ту или кнув нагрузку на реактор, , Оптимизация реактора -элемента второго уровня также сталкивается с проблемой взаимовлияния. [c.37]

Не исключена возможность конфликта между систематически направляемой научной работой и смелым полетом мысли, особенно если предпринимается преждевременная попытка оптимизировать процесс, находящийся в зачаточном состоянии, попытка, могущая привести к разработке не того процесса, который нужен. Следует уяснить различие между оптимизацией проекта и оптимизацией режимных показателей (в литературе по химической технологии это различие не всегда проводится с достаточной четкостью) они относятся к различным этапам разработки процесса оптимизация эксплуатационных характеристик осуществляется на завершающем этапе работы, в условиях действующего завода, тогда как оптимизация проекта — в ходе принципиальной разработки процесса, до того как чертежи воплотятся в конструкции. Погружаться в систематические исследования, возможно, на основе большого числа статистически спланированных экспериментов, посвященных параметрам процесса (температуре, давлению, концентрахщи, условиям перемешивания и т. д.), каким он мыслится в данный момент, вместо того чтобы сосредоточить внимание на таких определяющих качественных параметрах, как выбор катализатора, растворителя или окислителя, значило бы совершить прямо-таки роковой шаг. Этой проблемы как важной стороны поиска и открытия процесса мы уже касались в главе 5. [c.216]

Бидисперсные катализаторы, как правило, изготавливают прессованием порошков. Частицы порошка обладают пористой структурой, которую называют первичной. Промежутки между частицами порошка образуют вторичную структуру. Между пористостью и радиусом пор вторичной структуры может существовать взаимосвязь, описываемая уравнением (VO. 1). Введение относительной пористости % в качестве характеристики пористой структуры позволяет решать задачу оптимизации пористой структуры катализаторов, не определяя предварительно ее характера. Значение X, при котором объемная производительность или другой критерий оптимизации достигает экстремального значения, определит оптимальное строение пористой структуры — моно- или би-дисперсную. Для цеолитсбдержащих катализаторов параметр х определит относительное содержание цеолита в катализаторе. [c.161]

Вопросы оптимизации последних характеристик и размеров пор катализатора обычно не возникают перед инженером-проекти-ровщиком или эксплуатационником и являются предметом исследований специалистов. Таким образом, следует остановиться лишь на вопросе о влиянии размера гранул катализатора на течение реакции и ее результаты. Это влияние проявляется различным образом в зависимости от области протекания процесса. [c.76]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология