Проточный интегральный реактор

Cтраница 1

Проточные интегральные реакторы, обычно заполненные катализатором трубки, аналогичны аппаратам, применяемым в промышленности, и по условиям своей работы близки к ним. Поэтому стадия модельной установки с проточным реактором является практически необходимой в разработке промышленных гетерогенно-каталитических процессов. Целесообразно использовать эти реакторы для получения данных по кинетике, необходимых для расчета и проектирования промышленных реакторов. При применении современной машинной вычислительной техники постановка опытов на проточных интегральных реакторах может дать большой объем информации, позволяющий составить математическое описание процесса с большой степенью надежности и тем, самым решить задачу перехода от лабораторного или пилотного реактора к промышленному любой схемы и конструкции, в том числе и к оптимальному. [1]

Проточные интегральные реакторы - это обычные заполненные катализатором трубки, аналогичные применяемым в промышленности. [2]

Схема проточного реактора в виде плоского змеевика. [3]

Проточные интегральные реакторы для газофазных реакций представляют собою трубчатые аппараты. Для правильной интерпретации результатов применяемая аппаратура должна обеспечивать отсутствие обратного смешения и концентрационных и температурных градиентов по сечению реактора. Кроме того, реактор должен работать в изотермическом режиме по всей своей длине или должен быть обеспечен достаточно представительный замер температур по его длине. Соблюсти все эти требования не просто. [4]

Проточные интегральные реакторы типа колонок ввиду трудности достижения нужного гидродинамического режима и учета изменения объема фаз при исследовании химической кинетики реакций в двухфазных потоках почти не применяются. [5]

По условиям работы проточные интегральные реакторы, имеющие вид трубок, заполненных катализатором, аналогичны аппаратам, применяемым в промышленности. Это существенно для прикладных исследований, когда в число подлежащих решению задач входят: выявление технологических особенностей процесса, получение представительных образцов целевого продукта, изучение его свойств, определение длительности работы катализатора. [6]

В этом случае приходится проводить процесс в проточном интегральном реакторе ( предпочтительно изотермическом) в условиях, когда физический транспорт может тормозить химические превращения. Отметим, что если изучение процесса на единичном зерне катализатора возможно при неизменных каталитических свойствах, оно безусловно является полезным, хотя и не исключает опытов с интегральным реактором. В интегральном реакторе можно создать условия, близкие к идеальному вытеснению, и изотермическое поле, что особенно удобно для исследования кинетики. Так, Шваб [3] показал, что продольная диффузия не влияет на процесс в реакторе длиной несколько сантиметров при линейных скоростях в несколько сантиметров в секунду. [7]

Хотя данные о каталитической активности, получаемые в проточных интегральных реакторах, являются многопараметрическими, применение современных компьютерных способов обработки информации позволяет выделить практически ценную информацию из огромных массивов экспериментальных данных. Такой способ ускоренного подбора катализаторов называется комбинаторным катализом. Часто испытания каталитических свойств сочетаются с исследованиями катализаторов современными физическими методами. В результате комбинаторный катализ становится мощным инструментом для первичного подбора новых катализаторов. Как правило, необходимость более точных определений каталитических свойств возникает на последующих этапах разработки новых катализаторов и процессов. [8]

До настоящего времени основная информация о процессах переработки тяжелых нефтяных фракций пос - тупает с проточных интегральных реакторов, что не позволяет выявить истинную кинетику тех или иных превращений и вынуждает ограничиваться исследованиями процесса в целом при наличии отмеченных выше осложнений. [9]

Современная техника лабораторных экспериментов позволяет автоматически готовить множество образцов новых катализаторов и испытывать их активность в автоматических системах, включающих большое количество проточных интегральных реакторов. [10]

Ввиду того, что безградиентные реакторы, работающие по принципу малых степеней превращения, конструктивно и по экспериментальной технике не отличаются от проточных интегральных реакторов, мы не будем на них останавливаться, а рассмотрим только проточно-циркуляционные реакторы и проточные реакторы смешения. [11]

Прежде чем рассматривать кинетические закономерности, характерные для импульсного микрореактора, отметим, что в этом реакторе часто не достигается условие стационарности процесса. Этот факт можно использовать для получения дополнительной информации; однако результаты, полученные в импульсном реакторе, могут оказаться нетипичными при работе в стационарных условиях. Если реагенты адсорбируются на катализаторе слабо и обратимо, импульс проходит через реактор со скоростью газа-носителя. На скорости реакций других порядков и типов, например реакций, подчиняющихся кинетическому уравнению Ленгмюра - Хиншелвуда, оказывают влияние концентрационные профили и размывание в реакторе, и простой анализ зависимости степени превращения от скорости потока газа-носителя может привести к неверным кинетическим уравнениям. Меррил и др. [59] дают численные решения дифференциальных уравнений потока и реакции в импульсном реакторе для распределения типа Гаусса и других концентрационных профилей и для нескольких типов кинетических уравнений. Из данных по гидрогенизации этилена на окиси алюминия в импульсном реакторе при использовании численных решений получено то же кинетическое уравнение типа уравнения Ленгмюра - Хиншелвуда, что и для проточного интегрального реактора. [13]

Страницы: 1