Поток - реагирующая смесь
Cтраница 1
Хи-доля потока реагирующей смеси, проходящая через тг-й реактор последовательности. [1]
В промышленных условиях платформинг проводят с осевым или радиальным потоками реагирующей смеси, причем реакторы в обоих случаях можно считать адиабатическими, а потоки в них - стационарными и идеального вытеснения. Тогда структура математического описания процесса ( уравнениями материальных и теплового балансов) будет такой же, как и выше ( см. стр. [2]
При моделировании были использованы уравнения теплового баланса, экспериментальные профили температур для потоков реагирующей смеси и теплоносителя в стационарном режиме, величины расходов потоков, их теплофизические свойства и размеры реактора. [3]
Математические модели химических реакторов строятся на основе блочного принципа с использованием ранее рассмотренных гидродинамических моделей, учитывающих характер распределения времени пребывания частиц потока реагирующей смеси в данном реакторе. Основу моделирования химических реакторов составляет описание блока кинетической модели или уравнения химической кинетики. [4]
 |
Зависимость степени окисления изопентана от линейной скорости - воз душной смеси / объемная скорость. [5] |
Из зависимости, изображенной на рис. 3, следует, что при низких температурах / 180 - 190 С / изменение линейной скорости потока реагирующей смеси примерно в 8 раз / от 0 2 до 1 6 м / с / не влияет на степень окисления углеводородов, что свидетельствует о кинетической области протекания процесса. [6]
Чтобы записать уравнение теплового баланса проточного реактора идеального смешения, правую часть уравнения ( I, 15) необходимо дополнить выражением, учитывающим отвод тепла с потоком реагирующей смеси. [7]
Диффузионные процессы ускоряются с повышением температуры в меньшей степени, чем химические. Внешняя диффузия интенсифицируется путем перемешивания ( турбулизации) потока реагирующей смеси, а диффузия к внутренней части зерен катализатора облегчается путем развития его поверхности за счет измельчения и увеличения пористости зерен. С изменением состава реакционной смеси в ряде случаев меняются также состав и активность катализатора. [8]
В более общем случае необходимо учитывать различие температур потоков ( Тс и Тк) и внутренний теплообмен между ними. Если принять, что тепло через стенку аппарата передается от потока реагирующей смеси, то соответствующий член включается только в уравнение теплового баланса смеси. Естественно, что если тепло при реакции выделяется, оно расходуется на нагрев более холодного потока, а при поглощении тепла реакцией оно отбирается от более горячего потока. [9]
К задачам математического моделирования химических реакторов относятся: а) выбор наилучшего типа промышленного аппарата для заданной химической реакции; б) определение основных размеров реактора; в) подбор оптимальных рабочих условий процесса. Математические модели химических реакторов строятся на основе рассмотренных выше гидродинамических моделей, учитывающих характер распределения времени пребывания частиц потока реагирующей смеси в данном аппарате с добавлением уравнений химической кинетики. [10]
Кинетика на поверхности активного компонента достаточно полно изучена [35] при давлении газовой смеси, близком к атмосферному. Из потока реагирующей смеси к поверхности катализатора и в его поры диффундируют молекулы метана и водяного пара. Эти компоненты отводятся от поверхностей реакций в поток, лротекающий между зернами катализатора. Скорость отвода, подвода компонентов и их реагирования на различных по объему активных центрах зерна неодинакова, что приводит к образованию профилей концентраций этих веществ по объему, таблетки - от поверхности зерна в его глубину. Образование концентрационного профиля по объему таблетки приводит к различию скоростей реакции по таблетке в целом и на ее поверхности. Вид диффузии в порах катализатора зависит от размера пор: молекулярная диффузия - крупные поры, кнудсеновская диффузия - тонкие поры; их комбинация - в порах промежуточного размера. При повышенном давлении ( 3 0 МПа) на промышленных катализаторах процесс идет в основном в об ласти молекулярной диффузии и частично в переходной области. Химические реакции, протекающие в порах катализатора с увеличением объема, приводят, кроме того, к появлению конвективной составляющей переноса массы, которая изменяет наблюдаемую на зерне скорость превращения. [11]
Технологические приемы для увеличения скорости процесса различны для кинетической и диффузионной областей. Так, скорость химических стадий в первую очередь зависит от активности катализатора и температуры. Диффузионные процессы ускоряются с повышением температуры в меньшей степени, чем химические. Внешняя диффузия интенсифицируется турбулизацией потока реагирующей смеси, а диффузия к внутренней части зерен катализатора облегчается за счет измельчения зерен и увеличения их пористости. Повышение концентрации реагирующих веществ или давления ускоряет как диффузионные, так и кинетические стадии катализа. [12]
 |
Изменение конверсии изобутилена от концентрации катализатора при Т0, К. [13] |
Снижение Т0 обеспечивает увеличение содержания высокомолекулярной фракции в образующемся полимерном продукте и за счет этого уширение ММР. Следует обратить внимание на то, что олиго - и полимеры ИБ, получаемые в объемных реакторах идеального смешения, представляют собой в основном смесь низко - и высокомолекулярного продуктов, часто в равных количествах, хотя и удовлетворяющих техническим требованиям по значению средней ММ. Так как в трубчатом турбулентном реакторе ( при RRKp) возможно без труда формировать плоский фронт реакции П ( макроскопический тип А [46]), то практически возможно вести процесс при отсутствии градиента температуры по радиусу реактора; увеличение температуры имеет место только по длине реактора. Это позволяет достаточно точно экспериментально определить истинную температуру потока реагирующей смеси в заданном элементе объема и легко управлять качеством образующегося в данном объеме зоны реакции полимерного продукта, в первую очередь ММ и ММР. [14]
В расчете используют данные об эффективном режиме и материальном балансе, полученные на укрупненной лабораторной ( пилотной) установке. По этим данным определяют потоки, поступающие в блоки разделения и изомеризации, размеры и толщину стенок реактора, аэродинамический и тепловой режим, конструкции опор и распределительных устройств, а также способ теплоизоляции. В этой главе ограничимся примером чисто технологического расчета, который имеет целью определить параметры, характеризующие потоки реагирующей смеси. [15]
Страницы: 1