Слой катализатора закономерности состояни

Вторая задача, от которой непосредственно зависит успех создания эффективных искусственно создаваемых нестационарных процессов,— это дальнейшее развитие теоретических основ динамики гетерогенных каталитических реакторов. В нестационарных условиях гораздо сильнее, чем в стационарных, проявляется влияние процессов переноса вещества, тепла и импульса. Небольшие изменения, например, в условиях массо- и (или) теплообмена в зернистом слое катализатора могут привести к весьма заметным изменениям избирательности, степени превращения. Поэтому для осуществления нестационарных процессов требуется глубокое и ясное понимание всех физических процессов в реакторе. Количественное знание позволяет строить простые математические модели процессов в реакторах любой производительности. Кроме того, глубокое понимание всех основных закономерностей массо- и теплопереноса в реакторах позволяет создавать условия, благоприятно влияющие на показатели каталитического процесса. Нам представляется, что поиск таких условий эмпирически, на основе общих соображений нечасто будет приводить к заметным положительным эффектам. Особо важно отметить необходимость экспериментальных и теоретических работ по исследованию и количественному описанию поведения твердых частиц катализатора в реакторах, работающих в условиях псевдоожижения, пневмотранспорта, циркуляции частиц между реакторам н регенератором. Именно в таких реакторах легче организовать условия работы при нестационарном состоянии катализатора. [c.227]

Несмотря на многочисленные исследования во всем мире в течение последних 60 лет, механизм каталитических реакций и даже общие кинетические закономерности полностью не выяснены и не описаны количественно. Оба этих вопроса чрезвычайно сложны. Данные о составе или свойствах катализаторов при комнатной температуре, при которой активные компоненты катализатора находятся в твердом состоянии, не позволяют судить о свойствах расплавленного слоя солей при температуре реакции. [c.243]

Поэтому, чтобы правильно найти состояние зернистого слоя в действующем реакторе и, следовательно, правильно определить гидродинамику внутри слоя, необходимо проследить всю историю слоя. Основными событиями в истории слоя, определяющими его структуру, являются рождение слоя, т. е. загрузка катализатора в аппарат динамическое нагружение слоя перепадом давления, обеспечивающим фильтрацию газовой смеси термическое нагружение слоя в результате его разогрева до рабочей температуры. Указанные воздействия являются одновременно и основными причинами структурных неоднородностей и после выявления закономерностей деформирования слоя могут стать способами управления слоем с целью достижения его однородности. [c.55]

Хотя разработанные согласно модели идеального адсорбированного слоя кинетические уравнения удовлетворительно описывают закономерности многих промышленных каталитических реакций, все же такие уравнения не следует использовать за пределами области экспериментальных данных, описываемых ими. Такое ограничение связано с тем, что реальное состояние поверхности катализатора, как правило, не отвечает принятым допущениям об ее однородности [9]. Неоднородность (любого происхождения) существенно влияет на скорости химической реакции, адсорбции и десорбции. [c.78]

Современные сведения о гидродинамике псевдоожиженного слоя твердых частиц в потоке газа, а также закономерностях массо- и теплообмена в этом слое облегчают оценку его возможностей, достоинств и недостатков применительно к каждому конкретному процессу. Несмотря на неблагоприятные для отдельных случаев особенности, псевдоожиженное состояние катализатора представляет большой интерес для ряда промышленных процессов органического синтеза и заслуживает самого серьезного внимания при разработке новых технологических схем, [c.414]

Эти данные ранее игнорировались в теории катализа, так как считалось, что состояние водорода в гидридах цезия и кальция принципиально отлично от состояния водорода на поверхности переходных металлов. Последние работы по влиянию хемосорбированного водорода на работу выхода ряда металлов, в частности вольфрама и никеля , делают спорным такое противопоставление, так как во всех случаях на особо чистых металлических слоях водород заряжен отрицательно и связь имеет гидридный характер. Резюмируя с электронной точки зрения положение вопроса с закономерностями подбора катализаторов-металлов и металлических сплавов, следует отметить наличие четких эмпирических закономерностей, устанавливающих связь определенных электронных свойств с каталитическими, и богатого экспериментального материала, значительная часть которого относится к тонким пленкам, получаемым испарением . Теоретический анализ этих вопросов весьма актуален, так же как и рассмотрение с новых позиций интересных закономерностей подбора, ранее установленных А. А. Баландиным и его учениками . [c.126]

Как указывалось выше, большинство уравнений математического описания представляют собой дифференциальные уравнения с краевыми условиями, заданными на разных границах слоя катализатора. Вообш,е говоря, решать такие уравнения можно как начальные задачи, подбирая ряд условий на одной границе, чтобы в результате расчета выполнить их на другой. Однако подбор краевых условий ( пристрелка ) связан с значительным числом решений одной задачи и поэтому не всегда целесообразен. Кроме того, описанный метод из-за возможной неустойчивости не всегда позволяет получить решение. Более эффективным методом решения стационарной краевой задачи является переход к сложной нестационарной. Оказывается, что при усложнении исходной системы уравнений нахождение решения в стационарном режиме значительно упрощается. В этом случае трудности, связанные с заданием краевых условий, отпадают, поскольку анализируется переходный процесс одновременно во всем слое катализатора из начального состояния в конечное стационарное, определяемое заданной исходной системой уравнений. При помощи рассмотренного метода удается создать общий подход к использованию численных методов, применение которых не зависит от числа уравнений, входящих в математическое описание встречающихся видов граничных условий, кинетических закономерностей процесса и знания приближенного решения. Помимо этого достигаются простота осуществления алгоритма на вычислительной машине, ограничение объема перерабатываемой информации, быстрая сходимость расчетов и т. п. Решение нестационарных задач дает также возможность рассчитывать переходные режимы и влияние различных возмущений на течение процессов. [c.486]

Нестапионарность катализатора. Под воздействием изменяющегося состава реакционной среды катализатор не остается неизменным. Помимо химических стадий взаимодействия реагирующих веществ имеют место физические процессы на поверхности (перенос реагирующих веществ между различными центрами, поверхностная диффузия адсорбированных атомов и молекул, растворение и диффузня в твердом теле веществ — участников реакции, структурные и фазовые превращения) [30, 31, 32]. Не-стационарность состава катализатора весьма своеобразно ирояв-ляется в кипящем слое, где частицы непрерывно перемещаются в поле переменных концеитрации. При этом каждая частица в отдельности непрерывно изменяет свои каталитические свойства, никогда не приходя в равновесне с окружающей реакционной средой. Хотя усредненные за достаточно большой период времени свойства катализатора остаются неизменными и реактор в целом работает стационарно, его выходные характеристики могут существенно отличаться от рассчитанных с исиользованием стационарных кинетических уравнений. Для построения нестационарной кинетики каталитического процесса необходимо выявить параметры состояния катализатора, определяющие скорость реакции, закономерности их изменения под воздействием реакционной смеси, разработать методы измерения пли расчета этих параметров в ходе нестационарного эксперимента. Не меньшие трудности возникают при разработке и решении математической модели, отражающей изменение параметров состояния по глубине пленки активной массы в зерне, случайно перемещающемся по высоте слоя. [c.62]

Аналитические зависимости между напряжениями и углом внутреннего трения для ряда сыпучих материалов приведены в работах [20—23]. Следует отметить псследования [24], где показано, что ве.т1пчипа угла внутреннего трения в диапазоне давлений 0,125—0,42 МПа изменяется незначительно, в большей степени зависит от способа загрузки частиц и в меньшей — от приложенного давления. В [25] показано, что при нагреве сыпучего материала с 20°С до 500—600°С значение коэффициента внутреннего трения практически не меняется (если при этом не происходит изменение физического состояния частиц в местах их контакта). Сонротивление сыпучих материалов при контакте с другими телами, например с вертикальной стенкой емкости, подчиняется тем же закономерностям, что и внутреннее сопротивление частиц сдвигу, В большинстве случаев угол внешнего трения всегда меньше угла внутреннего трения между частицами. Показано [18], что для ряда материалов углы внешнего трения не зависят от способов укладки частиц. В [26] приведен анализ многих результатов и сделан вывод, что угол естественного откоса всегда меньше угла внутреннего трения материала. Значения рассмотренных параметров зависят от многих факторов — гранулометрического состава, формы и размера частиц, плотности их укладки, состояния поверхностей на границах слоя и др. Эти характеристики определяются индивидуально для каждого материала по стандартной методике на приборах [27, 28], В [29] показано, что эти приборы пригодны и для определения экспериментальных характеристик катализаторов, [c.26]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология