Теплоемкость - катализатор
Cтраница 2
Метод дегидрирования по Гудри характеризуется особым способом подвода тепла, необходимого для эндотермического процесса. Это тепло выделяет сам катализатор. Поскольку теплоемкость катализатора невелика, то источшшом тепла служит также и материал с большим удельным весом и с большей теплоемкостью, расположенной между шариками катализатора. Материал этот не обладает каталитическим действием, но и не препятствует реакции; он поглощает тепло, освободившееся при регенерации катализатора. Процесс регулируют так, чтобы количество тепла, поглощенного во время регенерации, соответствовало количеству тепла, необходимого при последующем дегидрировании. Для этого бутан нагревают точно до температуры реакции. Таким образом, накопленное в слое катализатора тепло тратится только на реакцию дегидрирования. Конечно, при работе по этому методу регенерирование проводят чаще ( каждые 7 - 15 мин. [16]
Сохранение этого максимума может существенно ( на несколько сотен градусов) превышать температуру поступающей в слой катализатора газовой смеси, что обеспечивает разогрев, в десятки и сотни раз превосходящий адиабатический, который наблюдается при реализации процесса в стационарных условиях. Образующаяся тепловая волна передвигается по слою катализатора со скоростью, сопоставимой со скоростью теплоотвода. Последняя в силу значительных различий теплоемкостей катализатора и газовой смеси весьма мала. В этой связи интенсивно поступающая в слой катализатора газовая смесь увеличивает теплосодержание медленно движущегося узкого теплового фронта без практического отвода из него выделяющегося тепла. Решение задачи сохранения теплового фронта определяется геометрической формой слоя катализатора. При использовании, например, обычного стационарного слоя конечной длины при подходе теплового фронта к его концу достаточно изменить направление подачи конвертируемой газовой смеси на противоположное. Закономерности реализации каталитических процессов в нестационарных условиях позволяют приблизить соответствующие технологические режимы к оптимальным. [17]
С другой стороны, какая-то часть катализатора может иметь температуру ниже необходимой для протекания реакции дегидрирования. В этом случае на катализаторе будет отлагаться мало кокса, поэтому и количество тепла, выделяющегося при регенерации, будет очень малым. Однако, как показывают вычисления, это различно в температурах может в процессе регенерации выравниваться, если воздух, применяемый для выжигания кокса, обладает в массе теплоемкостью, составляющей одну четвертую часть теплоемкости катализатора. [18]
С другой стороны, какая-то часть катализатора может иметь температуру ниже необходимой для протекания реакции дегидрирования. В этом случае на катализаторе будет отлагаться мало кокса, поэтому и количество тепла, выделяющегося при регенерации, будет очень малым. Однако, как показывают вычисления, это различие в температурах может в процессе регенерации выравниваться, если воздух, применяемый для выжигания кокса, обладает в массе теплоемкостью, составляющей одну четвертую часть теплоемкости катализатора. [19]
 |
Конструкция запирающего устройства конического днища циклона. [20] |
Характер выноса катализатора газами можно определить и по температуре газов после котлов-утилизаторов ( см. рис. III-4), в которых они охлаждаются. При нормальной работе циклонов расход конденсата и температура после котлов-утилизаторов держатся стабильно. Когда вынос катализатора увеличивается незначительно, температура газов после котлов-утилизаторов повышается, так как трубки аппаратов дополнительно прочищаются абразивными включениями. При аварийном выносе катализатора температура после котлов-утилизаторов резко увеличивается, что обусловлено высокими температурой и теплоемкостью катализатора. [21]
На практике катализатор после регенерации содержит 0 3 - 0 7 вес. Технологический режим регенерации в кипящем слое характеризуется различными параметрами. Температура колеблется в пределах 530 - 650 С. Добиваются максимального соотношения окиси углерода к двуокиси в отходящем газе из регенератора. При высоком соотношении требуется меньшее количество кислорода на регенерацию, упрощается отвод тепла из зоны регенерации. Чаще всего в отходящем газе концентрации окиси и двуокиси углерода одинаковы. Так как теплоемкость катализатора значительно выше теплоемкости газа, а цикл регенерации не длительный, то удается проводить регенерацию без тепло-отвода. Иногда в зону регенерации ставятся холодильники для отвода тепла. Кипящий слой обладает очень высокими теплодинамическими свойствами и отвод тепла из зоны регенерации не представляет особых затруднений. Тем более, что холодильники в некоторой степени могут выполнять роль устройств, стабилизирующих кипящий слой, уменьшающих степень его неоднородности. [22]
В начальный момент температура постоянна по всему реактору и равна входной температуре, которая в этих экспериментах была равна температуре хладагента. Ступенчатое увеличение концентрации на входе от 0 до 4 26 % ( об.) ведет к тому, что фронт горячей температуры движется вдоль по потоку. Этот фронт быстро увеличивается по величине температуры в течение начального периода, давая максимальный температурный пик через 166 мин при соответствующем повышении температуры более чем на 200 С. Через 260 мин температурный профиль достигает стационарного состояния с температурным максимумом около 20 С выше входной температуры. Эти значительные повышения температуры могут вызывать новые проблемы. Было показано, что горячий температурный фронт может быть связан с процессом быстрой дезактивации катализатора. Для частного случая окисления СО, исследованного в этой работе, идет процесс каталитического восстановления активности, и путем соответствующего выбора выражений для дезактивации и восстановления активности в работе [7.34] было получено хорошее соответствие эксперимента и расчетов. При этом, однако, требовалось ввести допущение, что постоянная времени для процесса дезактивации и постоянная времени для реактора ( которая определяется в пер вую очередь теплоемкостью катализатора) были по величине одного порядка. [23]
Страницы: 1 2