Cтраница 4
Очевидно, что изменение селективности можно предотвратить, если стабилизировать значение эффективной объемной скорости в процессе закоксовывания. Этого можно добиться, если снижать подачу исходного вещества пропорционально уменьшению числа действующих активных центров. Например, в работе [7] экспериментально показано, что при проведении реакции перераспределения водорода удается стабилизировать результаты процесса по ходу опыта, постепенно снижая объемную скорость подачи сырья. [46]
В случае, если целевой конечный продукт образуется при участии некоторого промежуточного вещества, высказанные соображения оказываются неверными. В этом случае существует некоторая оптимальная скорость подачи исходных веществ, обеспечивающая максимальный выход продукта реакции в единицу времени. Скорость образования продукта реакции определяется концентрацией промежуточного вещества. Но при слишком больших скоростях подачи последняя падает из-за быстрого вывода промежуточного вещества из системы. При слишком медленной подаче исходных веществ, как уже указывалось, падает концентрация исходных веществ, а следовательно, и скорость образования промежуточного вещества, что также приводит к уменьшению стационарной концентрации промежуточного вещества. [47]
В случае, если целевой конечный продукт образуется при участии некоторого промежуточного вещества, высказанные соображения оказываются неверными. В этом случае существует некоторая оптимальная скорость подачи исходных веществ, обеспечивающая максимальный выход продукта реакции в единицу времени. Скорость образования продукта реакции определяется концентрацией промежуточного вещества. Но при слишком больших скоростях подачи последняя падает из-за быстрого увода промежуточного вещества из системы. При слишком медленной подаче исходных веществ, как уже указывалось, падает концентрация исходных веществ, а следовательно, и скорость образования промежуточного вещества, что также приводит к уменьшению стационарной концентрации промежуточного вещества. [48]
Если реакция развивается без начального ускорения ( по кинетическому закону какой-либо из реакций простых типов), то скорость реакции падает с уменьшением концентрации исходного вещества. Но, как уже говорилось в предыдущем разделе, стационарная концентрация исходного вещества падает с уменьшением скорости подачи исходного вещества в систему. [49]
В описанных выше условиях реакцию окислительного аммоно-лиза пропилена осуществили в промышленности в трубчатых реакторах со стационарным слоем катализатора или в аппаратах с псевдоожиженным слоем, из которых наибольшее применение нашли последние. Тепло реакции отводят кипящим водным крнден сатом под давлением, что позволяет частично компенсировать энергетические затраты на подачу исходных веществ и разделение продуктов. Утилизируют и тепло горячего контактного газа для получения пара, хотя в других установках его используют для подогрева воздуха и воды. На стадии разделения контактный газ прежде всего освобождают от избыточного аммиака, чтобы предотвратить возможную полимеризацию синильной кислоты, а выделение а крилонитрила ведут в присутствии ингибиторов. [50]
Одной из причин многообразия кинетических уравнений процесса окисления этилена является незнание состояния поверхности катализатора и истинного тонкого механизма протекающих реакций и, следовательно, необходимость в упрощающих предположениях при выводе кинетических зависимостей процесса. На скорость процесса окисления ( на форму кинетического уравнения) оказывают серьезное влияние и так называемые макроскопические факторы113 1Ы, например скорость подачи исходных веществ к поверхности катализатора112 и отвода от нее продуктов реакции и выделяющегося тепла. При несоблюдении, например, условий теплового баланса катализатор может перегреться, вследствие этого его избирательность и производительность резко уменьшатся. Особо важное значение приобретает соотношение скоростей химической реакции, массо - и теплопередачи при проектировании контактных аппаратов. [51]
В предыдущих главах была сделана попытка изложить некоторые проблемы, поддающиеся термодинамическому анализу, с которыми сталкиваются при проектировании заводов. Так как большинство промышленных химических операций проводится в поточных системах, то очевидно, что расчеты труб, насосов и другого оборудования, необходимого для подачи исходных веществ в систему и отвода продуктов реакции из системы, так же важны, как и расчет самого реакционного аппарата. В этой главе кратко разбираются основные принципы, относящиеся к течению жидкости; и некоторые конкретные приложения этих принципов. [52]
![]() |
Газогенератор для пылевидного угля системы Копперс-Тотцек. I - бунк ра-дозаторы. 2 - камера газогенератора. 3 - форсунки. 4 - узел отвода жидкого шлаю и его грануляции. [53] |
Одним из наиболее эффективных современных способов газификации твердых топлив является метод Копперса-Тотцека, заключающийся в проведении процесса в потоке пылевидного топлива. Схема газогенератора этого типа приведена на рис. 9.7. Он представляет собой горизонтальную реакционную камеру, футерованную изнутри термостойким материалом, охлаждаемую снаружи водой с получением пара низкого давления. Форсунки ( горелочные головки) для подачи исходных веществ размещены в расп вложенных друг против друга реакционных камерах. Зола отводится в жидком виде. Поэтому температура в камере 2 составляет 1500 - 1600 С. В pea ционной камере достигается высокая степень превращения органической части угля с образованием смеси газов СО2, СО, Н2, Н2О и H2S с составом, близким к равновесному. При охлаждении генераторного газа не выделяются органические вещества, поэтому упрощается очистка газа и воды. Зола в жидком виде выводится из нижней части реакционной камеры, охлаждается и удаляется в виде гранулированного шлака. [54]
![]() |
Газогенератор для пылевидного угля системы Копперс-Тотцек. I -бункера-дозаторы. 2 - камера газогенератора. 3 - форсунки. 4 - узел отвода жидкого шлака и его грануляции. [55] |
Одним из наиболее эффективных современных способов газификации твердых топлив является метод Копперса-Тотцека, заключающийся в проведении процесса в потоке пылевидного топлива. Схема газогенератора этого типа приведена на рис. 9.7. Он представляет собой горизонтальную реакционную камеру, футерованную изнутри термостойким материалом, охлаждаемую снаружи водой с получением пара низкого давления. Форсунки ( горелочные головки) для подачи исходных веществ размещены в расположенных друг против друга реакционных камерах. [56]
Технологический процесс может быть периодическим и непрерывным. Все стадии периодического процесса последовательно проходят в одном аппарате: исходные вещества загружают в аппарат, а после окончания процесса из аппарата выгружают готовый продукт. В непрерывном процессе все стадии протекают одновременно, подача исходных веществ и выгрузка готового продукта происходят непрерывно. [57]
Технологический процесс может быть периодическим и непрерывным. Все стадии периодического процесса последовательно проходят в одном аппарате: исходные вещества загружают в аппарат, а после окончания процесса из аппарата выгружаются готовые продукты. В непрерывном процессе все стадии протекают одновременно, подача исходных веществ и выгрузка готовых продуктов происходит непрерывно. [58]
![]() |
Y. 3 Эффективный коэффициент диффузии пористых зерен в токе водорода. [59] |
Эти опыты иллюстрируют трудность определения коэффициентов диффузии в анизотропных телах. Авторы считают, что хроматографический метод дает более подходящую для условий реактора величину коэффициента диффузии, чем стационарное измерение. В работе [12] подчеркивается также, что импульсным хроматографическим методом можно определить эффективный коэффициент диффузии газа в зерно катализатора при различной длительности его работы в реакторе, периодически заменяя подачу исходного вещества подачей потока инертного газа, в который вводят импульс несорбирующегося газа. В данной работе предпочитали использовать несорбирующиеся газы, не применяя сорбирующиеся газы, требующие учета сорбции в уравнении для ВЭТТ. В изложенных работах [12, 21, .3] коэффициенты диффузии определялись с помощью приближенного уравнения Ван-Деемтера, в котором процесс диффузии в глубь зерна не детализируется. [60]