Cтраница 2
Наоборот, на выходном участке реактора преобладает высокая температура, которую надо снижать для приближения системы к равновесию. Максимальная производительность реактора была бы обеспечена при возможности реализации этой дифференцированной по длине аппарата оптимальной температуры. [16]
Безразмерные время пребывания и выходная температура в трубчатом реакторе с оптимальным температурным профилем для кон-секутивных реакций первого порядка из А Р Х (. / i 2. [17] |
При этом уменьшается производительность, так что следует найти компромиссное решение, которое обычно диктуется экономикой установки. Хорн 183186 нашел условия для получения максимальной производительности реактора при заданном выходе для двух параллельных реакций одного порядка. Оказалось, что для увеличения превращения температуру следует повышать. [18]
Однако основные теоремы и выводы теории рециркуляции показывают, что для одних реакций увеличение количества рециркулята, состоящего из непрореагировавшего сырья, одновременно увеличивает мощность реактора по сырью и по производству целевого продукта, а для других максимальный выход целевого продукта достигается не при максимальной производительности реактора по сырью, а при несколько меньшем, строго определенном, ее значении. Это дает возможность увеличить селективность процесса. Так, например, для рассмотренного нами случая последовательных реакций, когда исходное сырье и промежуточный продукт расходуются одновременно, в зависимости от кинетики процессов и условий режима, расход свежего сырья проходит через несколько максимумов и минимумов, а выход целевого продукта имеет один максимум. В последовательных реациях имеются стадии, в которых увеличению выхода промежуточного продукта соответствует уменьшение расхода свежего сырья. Характерно, что максимальному абсолютному выходу целевого продукта соответствует строго определенная степень превращения. Таким образом, мы получили теоретические результаты, которые сегодня даже квалифицированным специалистам могут показаться парадоксальными. Именно этим и объясняется, что во всей мировой промышленности органического синтеза господствует тенденция к осуществлению процессов с максимально возможной степенью превращения реак-тантов даже там, где это не вызван о / ч сто технической необходимостью. [19]
Безразмерные время пребывания и выходная температура в трубчатом реакторе с оптимальным температурным профилем для консекутивных реакций первого порядка Ш A L P Х ( EJE 2. [20] |
Когда Л) 1дТ 0, выход увеличивается при снижении температуры. При этом уменьшается производительность, так что следует найти компромиссное решение, которое обычно диктуется экономикой установки. Хорн 183186 нашел условия для получения максимальной производительности реактора при заданном выходе для двух параллельных реакций одного порядка. Оказалось, что для увеличения превращения температуру следует повышать. [21]
На входных участках трубчатых реакторов, в которых обычно проводятся процессы подобного типа, реакционная смесь далека от равновесия и поэтому для ускорения процесса целесообразно повышать температуру. Наоборот, на выходном участке реактора преобладает высокая температура, которую надо снижать для приближения системы к равновесию. По ходу потока вдоль реактора в зависимости от скорости процесса ( и тепловыделения) существует Гопт - Максимальная производительность реактора была бы обеспечена при возможности реализации этой дифференцированной по длине аппарата оптимальной температуры. [22]
Таким образом, принцип супероптимальности позволяет выявлять дополнительные резервы повышения эффективности химической реакции и максимально использовать ее потенциальные кинетические возможности. Одним из важных аспектов, связанных с применением этих положений, является подход к подбору катализатора для процесса. Подбор катализатора должен производиться исходя из максимального значения абсолютной скорости реакции при проведении ее на данном катализаторе и в данных условиях, обеспечивающих максимальную производительность реактора. [23]
Необходимое превращение на выходе из реактора может быть получено различными изменениями вдоль реактора параметров системы - температуры, давления, концентрации. Оно связано с количеством рециркулируемых в начало реактора компонентов. Естественно, что для каждой конкретной реакции роль указанных факторов проявляется по-разному. Несомненно, что широкое использование результатов одновременного поиска изменения профилей различных параметров может привести к весьма интересным результатам. Однако для решения этой задачи желательно дальнейшее совершенствование математических методов оптимизации и более детальное изучение химических аспектов процесса. Рассмотрение реакции дегидрирования этана показало, что существует определенный профиль температуры, который отвечает максимальной производительности реактора по целевому продукту. При этом расход исходного сырья не является максимальным и соответствует строго определенной селективности и глубине превращения на выходе из реактора. Следовательно оптимальные профили изменения параметров режима эксплуатации действующих реакторов должны определяться одновременным изменением производительности аппарата. В частности, исследования по определению оптимального температурного профиля для консекутивной реакции показали, что в этом случае необходимо реакцию начать с самой высокой температуры оптимального профиля. Затем углубление процесса следует проводить по мере снижения температуры также в соответствии с оптимальным профилем, найденным, подчеркиваю, для рециркуляционной системы. Кстати, в этом плане применение увеличенной рециркуляции непрореагировавшего сырья в адиабатических реакторах ( таких, как реактор для каталитического дегидрирования этилбензола в стирол) может значительно повысить их мощность по свежему сырью. При такой постановке вопроса реакторы должны конструироваться таким образом, чтобы они удовлетворяли требованиям теории. [24]