Катализатор распределение температур в сло

Наиболее выгодное для достижения минимального объема катализатора распределение температуры и степени превращения исходного вещества между слоями должно отвечать минимуму функции [c.405]

Здесь Dab — коэффициент диффузии при Т = Т . Такие задачи возникают в связи с осушкой капель жидкости и диффузией через газовые пленки вблизи сферических гранул катализатора. Распределение температур в виде соотношения (16.21) было выбрано только для математического упрощения задачи. Рассматриваемый пример приведен, чтобы подчеркнуть, что для неизотермических систем правильным исходным соотношением является уравнение [c.462]

Поддержание температуры газа при поступлении в контактный аппарат на определенном уровне также крайне необ.ходимо для его нормальной работы. При низкой температуре (ниже те.мпературы зажигания) поступающего в контактный аппарат газа процесс контактирования может прекратиться. Высокая температура поступающего газа и дальнейшее повышение температуры газа в первом слое катализатора может быть причиной спекания катализатора. Распределение температуры по слоям контактного аппарата обеспечивают при помощи промежуточных теплообменников и обводных газоходов. Приводим примерное распределение температуры газа в °С в четырехслойном контактном аппарате с промежуточным теплообменом [c.227]

Сглаженное распределение температур в слое катализатора представлено на рис. Х-2. Профиль температур в глубине слоя близок к параболе. В пристенной области возникает резкое изменение температуры (как при турбулентном движении в трубах без насадки). Таким образом, принимается, что процесс теплообмена состоит из двух этапов проводимости в глубине слоя и [c.466]

Рис. Х-2. Радиальное распределение температур в цилиндрическом слое катализатора

Условием теплового подобия будет п-кратное увеличение потока теплоты, переносимого в слое катализатора и отводимого через стенку аппарата. При соблюдении идентичности распределений температур в модели и образце количество теплоты Qs, переносимое в слое катализатора, будет прямо пропорционально Хз, площади боковой поверхности реактора и обратно пропорционально диаметру аппарата [c.468]

Когда радиальное распределение температур в слое катализатора близко к параболическому, коэффициент К можно рассчитать по уравнению [54] - [c.469]

Рис. Х-3. Радиальное распределение температур в слое катализатора, определенное для модели и образца с десятикратным увеличением производительности (условия примера Х-3) /-ге = 1 2-п=Ю.

Кривая распределения температур в слое катализатора при окислении о-ксилола. [c.10]

Кривые распределения температур в слое катализатора при применении свежего и уже работавшего катализатора приведены на рисунке. Чтобы растянуть кривую распределения температуры, можно применять небольшие количества двуокиси серы [12]. [c.10]

При осуществлении данного процесса большое внимание уделяют строгому выдерживанию определенного распределения температур по длине слоя катализатора. В лобовой части слоя катализатора температуру поддерживают на уровне 280—330° С. На выходе из слоя катализатора температура достигает 600—850° С. Подвод тепла извне регулируют таким образом, чтобы температура, при которой возникают автотермические условия протекания процесса (когда тепло, выделяющееся и поглощающееся, при протекании различных реакций взаимно компенсируются), достигалась в определенной точке в первой части слоя катализатора. [c.44]

Процесс проводят при давлении 0,6—0,8 атм, при температуре 800—900° С. Природный газ, пар и воздух тщательно смешивают и подогревают. Пар и воздух — до 600 С, а природный газ — до 100— 120 С. Смесь перед поступлением в слой катализатора подогревают до 900° С. Катализатор загружают в реактор с шарами из жаропрочной стали (для обеспечения равномерности распределения температуры в слое катализатора). Избыток воздуха и пара препятствует образованию сажи в зоне конверсии, но чрезмерно увеличивает содержание двуокиси углерода и водяного пара в конвертированном газе. Поэтому в конвертированный газ (перед подачей его в реактор прямого восстановления железа) подают 10% подогретого природного газа. При наличии металлического железа и температуре 850—900 С происходит конверсия природного газа. Образовавшаяся при этом сажа ускоряет процесс восстановления железа [c.107]

На важные характеристики процесса каталитического крекинга — степень конверсии и выхода продуктов влияют все обычные условия процесса тип катализатора, отношение катализатор — сырье, объемная скорость, температура, давление, присутствие пара и природа сырья [122]. Как показывает опыт, экономически выгодной является степень конверсии 50% за один проход. Она, очевидно, возрастает при увеличении количества или активности катализатора, повышении температуры и увеличении времени контакта. Степень конверсии в некоторой мере влияет на распределение продуктов для упомянутой выше конверсии 50% получается водорода — 0,1, углеводородов С и Са — 1—2 и отложений кокса — 3—5% весовых от исходного сырья. Повышение температуры вызовет увеличение всех этих цифр, увеличение выхода углеводородов Сд — С4, повышение октанового числа бензина, но снизит выход бензина. [c.343]

Влияние характера распределения температурь в реакторах и хлора на катализаторе на селективность процесса. [c.40]

Как видно, содержание кокса на катализаторе повышается от первого реактора к последнему. В первом реакторе оно симбатно распределению температуры и низкая температура в конце слоя определяет низкое содержание там кокса. Однако, по мере продвижения сырья по слою катализато- [c.50]

Составленный на основе этих допущений баланс по кислороду и углероду выражается двумя интегрируемыми дифференциальными уравнениями. При подстановке в уравнение (6.24) получается также интегрируемое уравнение. Таким образом, принятые допущения позволили авторам работы [29] получить аналитическое выражение для распределения температуры во времени и пространстве. Как и следовало ожидать, температурный профиль имеет форму колоколообразной кривой (рис. 51), которая при перемещении через слой катализатора непрерывно увеличивается по высоте. [c.182]

Для сравнения рассчитанных градиентов температуры с истинными были проведены исследования в дифференциальном и интегральном реакторах. Массовая скорость газа составляла 1710 кг1 ч-м ), давление в системе 1 ат. Температура измерялась в осевом и радиальном направлениях, измерялась также зависимость степени превращения от длины слоя. Затем для сравнения результатов распределение температур и степень превращения рассчитывались по методу Гроссмана Исследовалось окисление ЗОа в 80з при отсутствии побочных реакций. В качестве катализатора использовалась платина на окиси алюминия в виде гранул диаметром 3 мм и высотой 18 мм. Теплота реакции составляла [c.154]

Рис. П-8. Радиальное распределение температуры катализатора V в интегральном реакторе при продувке воздухом

Расчет эффективного коэффициента теплопроводности слоя катализатора по измерениям в экспериментальном реакторе. Величина эффективной теплопроводности может быть определена непосредственно, если известно распределение температуры по оси реактора, а также распределение температуры стенок реактора по всей длине слоя. В большинстве методов, использующихся Дл определения эффективного коэффициента теплопроводности [c.175]

Исходя из принятой начальной температуры газа, можно, пользуясь кинетическими данными предыдущих лабораторных исследований, проверить распределение температуры и степени превращения по оси реактора. Зная теплопроводность наружной изоляции и эффективный коэффициент теплопроводности слоя, можно рассчитать величину теплопотерь и учесть ее при нахождении распределения температуры вдоль слоя. Далее можно определить необходимую высоту слоя катализатора. При использовании этого метода оказалось, что высота слоя должна составлять А м, а его объем — 212 л. Подъем температуры можно существенно уменьшить, увеличивая избыток водорода. Следует также проверить, не превышает ли сопротивление потоку допустимую границу. Если для большей уверенности увеличить высоту слоя на 20%, то, в ко- [c.179]

П1-63, Газ поступает снизу, проходит по трубкам теплообменника, расположенным в слое катализатора, а затем сверху вниз проходит слой катализатора и выходит наружу. Степень превращения можно регулировать байпасированием части холодного газа, подогреваемого в теплообменнике, На рис. 111-64 представлено распределение температуры в реакторе (трубки теплообменника и слой катализатора). [c.299]

Рис. III-64. Распределение температуры в реакторе с неподвижным слоем катализатора, изображенном на рис. III-63

В принципе многоступенчатое охлаждение позволяет сколь угодно близко подойти к оптимальному распределению температуры. Однако толщины перегородок отсеков с катализатором и стенок теплообменников должны быть не меньше 60—100 мм, что привело бы к значительному уменьшению полезного объема. [c.333]

По рассматриваемому вопросу в течение последних 30 лет опубликовано несколько решений упрощенных вариантов 1вз-1бб менимых для специальных случаев. В работе ириведен обзор применявшихся ранее методов. Викке недавно опубликовал монографию по проектированию реакторов с неподвижным катализатором. Для случая постоянного тепловыделения Люк рассчитал распределение температур в реакторах различной геометрической формы, отличающихся по форме от круглой трубы в его работе приведены результаты расчета реактора с охлаждающими трубками в слое неподвижного катализатора. [c.192]

Рис. У-17. Распределение температуры п степени превращения в экспериментальном трубчатом реакторе с псевдоожиженным слоем катализатора (к примеру У-З, см. также рпс. У-16).

Приведем несколько примеров. Так, при окислении метанола в формальдегид в комбинированном реакторе значительное влияние на технологический режим в трубчатой части аппарата оказывают неоднородности температуры хладоагента и активности катализатора . Это справедливо для всех трубчатых реакторов при осуществлении в них сильно экзотермических процессов. В адиабатической части аппарата температура на выходе из слоя катализатора и избирательность процесса зависят главным образом от неоднородностей начальной степени превращения метанола перед слоем и активности катализатора (особенно от соотношения констант полезной и побочной реакций). Очень чувствительны к неравномерному распределению температуры и концентраций контактные аппараты с адиабатическими слоями неподвижного катализатора и промежуточным отводом тепла, предназначенные для окисления двуокиси серы в производстве серной кислоты. Значительное влияние на достижение высоких конечных степеней превращения оказывают неоднородности в последних слоях этих реакторов. Сказанное выше справедливо и для других процессов, когда необходимо приблизиться к равновесию или достигнуть высокой степени превращения. [c.504]

В начале эксплуатации установки, когда все три реактора загружены свежим катализатором, распределение воздуха определяется регулированием температуры. Подачу воздуха в первый реактор увеличивают до достижения максимально допустимой температуры. Поток воздуха, подаваемого во второй реактор, также подбирают исходя из его температуры. Оставшуюся часть воздуха подают в послед.чнй реактор. Со свежим катализатором давление в реакторах и рубашках тоже подбирают так, чтобы установка работала при как можно более низкой температуре. [c.282]

Третий момент, очень важный при работе со свежезагруженным катализатором, связан с тем, что распределение воздуха не должно приводить к перегреву одного нз реакторов. При работе со свежезагруженным катализатором распределение воздуха выбирают исходя из возможностей регулирования температуры, а не по условиям достижения оптимальных конверсий или селективностей. Поддерживая низкую температуру реакции, увеличивают срок службы катализатора и сводят к минимуму коксообразование и разрушение катализатора. Это выгодно потому, что образование мелких частиц катализатора повышает перепад давления, а коксообразование ведет к снижению площади поверхности катализатора и его активности. Осторожная работа в начальный период службы катализатора дает большой экономический эффект. [c.283]

Топочные газы омывают трубы прямотоком движению реакционного газа. При этом большая часть углеводородов подвергается конверсии в верхней части слоя катализатора. Распределение температур по длине трубы таково, что уже на половине длины температура достигает величины, близкой к максимальной около 700—750°). Тепло выхлопных газов, выходяидих из печи при 900°, используется для получения технологического пара. [c.112]

Соответствующее распределение температур в слое катализатора получается в аппарате Фаузера — Монтекатини для синтеза аммиака (рис. 1Х-55). Для охлаждения реакционной смеси используется вода. Аппарат одновременно служит паровым котлом. [c.424]

Установка для определения стабильности катализатора состоят из электрической печи, реактора, бюретки для подачи воды, холодильника, приемника и пароперегревателя. Перед началом работы прокалочной печи проверяют распределение температуры по ее длине. Затем выбирают площадку для загрузки -катализатора, на которой перепад температуры не превышает 5° С. Констрзтащя печи должна обеспечить длину площадки, достаточную для загрузки 150 лл катализатора. В испытуемом образце предварительно определяют насыпную плотность и каталитическую активность. При загрузке катализатора в реактор определяют его массу и объем. Весь прокаливаемый катализатор должен разместиться в зоне выбранной прокалочной площадки. Реактор вставляют в печь и соединяют с пароперегревателем и холодильником. Зазор между реактором п печью сверху и снизу закрывают асбестовой ватой. В карман реактора вставляют термопару и печь разогревают до 750° С в течение 75—90 мин. [c.161]

Быстрое движение частиц об условливает равномерное распределение температуры в слое, в результате чего устраняются локальные перегревы, имеющие место в реа.ктор.ах вытеснения с неподвижным слоем твердых частиц. Это дает существенные преимущества при проведении реакций в адиабатических условиях, когда температура процесса определяется теплотой самой реакции. В реакторе с псевдоожиженным слоем отвод тепла для снижения температуры до заданного уровня осуществить труднее, чем в реакторе с неподвижным слоем, поскольку в нем сложнее создать необходимую поверхность теплообмена без снижения эффективности псевдоожижения. Конечно, могут быть использованы раз.бавленные среды, о.днако, это может привести к снижению скорости реакции. Еще одним недостатком такого реактора является истирание катализатора, в результате которого в газовый поток попадает пыль. [c.20]

Теория расчета реакторов с неподвижным слоем катализатора была далее усовершенствована Динсом и Лапидусом [10], а также Биком [11], В настоящее время эта теория уже довольно основательно разработана, однако имеются сомнения в надежности экспериментального. материала, лежащего в ее основе, и отсюда сомнения в возможности ее использования для расчета реакторов с неподвижным слое.м катализатора . Это за.мечание, в частности, относится к расчету распределения температур, учитывая очень сильную зависимость скорости реакции от температуры, Несомненно, большое влияние может оказать и неполнота наших представлений о механизме теплопроводности слоя и неточный выбор температурного коэффициента. Достаточно разработанная теория должна учитывать разность темпе- [c.58]

На рис. 42 схематически показано распределение температур в реакторе этого типа. Нижняя кривая соответствует нагреванию газа, поступающего через трубки теплообменника, а верхняя — изменению температуры газа, проходяще о через катализатор. В случае верхней кривой температура сначала растет, поскольку при протекании реакции тепла выделяется б1Эльше,- [c.165]

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

В трубчатых реакторах, в которых охлаждение слоя осуществляется при помощи труб, по которым протекает подогреваемый газ — хладоагент, теплообменник, расположенный в нижней части, может быть меньшим по размеру, чем применяемые в полочных реакторах. Однако распределение температур слоя в таких реакторах может значительно отклоняться от оптимального, особенно — как утверждают Хинрикс и Недецкий — в верхней части слоя, где трудно поддержать температуру ниже 550 °С. Здесь следует применять активные катализаторы, способные уже при 400—410 "С и начальном содержании NH3, составляющим 2%, обеспечить достаточную скорость реакции. При большой поверхности охлаждающих труб можно и в верхней части слоя поддерживать температуру не выше 550 °С. Однако в случае недостаточной поверхности труб температура может подниматься до 580 °С и выше, что приводит к порче катализатора и уменьшению выхода аммиака. В этих реакторах нельзя обеспечить столь же точное регулирование температуры вдоль слоя, как в полочных реакторах. [c.332]

В реакторах, применявшихся ранее, катализатор засыпали слоем шириной 7,5 мм и высотой 2 м при давлении 1,03 ат и слоем шириной 10 мм и высотой 4,5 м при давлении от 10 до 30 ат. При низком давлении применялись две секции, при среднем — две-три. В промышленных установках можно получить лучшее распределение температур, применяя ректификационное охлаждение вместо обычного охлаждения однокомпонентной кипящей жидкостью. [c.345]

Проведением процесса в кипящем слое катализатора в условиях интенсивной рециркуляции газокатализаторных смесей в зоне реакции обеспечивается равномерное распределение температуры. [c.236]

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]

ТОЛЬКО блокирующие платину, но и находящиеся в примыкающих к платине участках носителя. Горение кокса на более удаленных его участках происходит при значительно более высоких температурах, от 370 до 550 С (см. рис. 6.5). Таким образом, кокс, отлагающийся на алюмоплатиновом катализаторе, распределен на разных участках поверхности катализатора. Согласно анализам продуктов горения, кокс в зоне платины содержит больше водорода, а в зоне носителя - больше углерода, что свидетельствует о большей степени его карбонизации и ароматизации. Считают, что увеличение содержания хлора в катализаторе способствует усилению спилловер-эффекта и тем самым уменьшению закоксовывания платины. В.К.Дуплякин и др. доказывают, что катион Pt + имеет большую активность по сравнению с атомом Pt . [c.145]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология