химический каталог




Расчеты аппаратов кипящего слоя

Автор А.П.Баскаков, И.П.Мухленов, Б.С.Сажин, В.Ф.Фролов и др.

многих каталитических процессов предложены кинетические уравнения, в которых размерности k весьма различны (см. например, (5.51)), что приходится учитывать, применяя эти формулы в расчетах.

Следует отметить, что во многих процессах (например, при окислении воздухом, при гидратации водой) лимитирует изменение концентрации основного исходного вещества А, участвующего в реакции с большим избытком вещества В. Тогда выражение (5.7) принимают в виде

ДС = (Сл-Сл)а (5.7а)

5.1.2. Катализ в кипящем слое. Эффективность каталитического процесса определяется как активностью катализатора, так и способом его применения. Твердые катализаторы применяют в неподвижном (фильтрующем) слое, во взвешенном (кипящем) слое,

Схема реакции

Целевой продукт

Активные компоненты катализаторов

1, Крекинг углеводородов:

углеводороды С2о — С15 -*- углеводороды Сб Cj2

2. Гидрокрекинг

3. Риформинг

Окислительный аммонолиз пропилена:

C4HlC

СН2=СН—СН3 + + NH3 + 1,502 —> -> СН2=СН—CN + ЗН20

Дегидрирование бутана:

—>?' Н2 + C4Hs -> Н2 -f- С4Н6

6. Хлорирование метана:

СН4 + ЗС12 —> —? СНС13 + ЗНС1 2СНС13 + С12 —> —* СНС14 + НС1

7. Хлорфторирование метана

СН4 + 4С12 + 2HF —>

—^ CC12F2 + 6HC1 CH4 + 4C12 + HF —>-?—^ CC13F +5НС1

Моторные топлива

То же

Высокооктановый бензин, ароматические углеводороды

Акрилонитрил

Бутилен -> бутадиен

Четыреххлористый углерод, хлороформ

Фреон ы

Аморфные алюмосиликаты. Кристаллические цеолиты, содержащие оксиды редкоземельных элементов

Pt, Ni на кремнемагниевом носителе; кобальтомолиб-деновый катализатор на оксиде алюминия

Pt на фторированном А120з; оксид молибдена на оксиде алюминия; оксид хрома на оксиде алюминия

Молибдат висмута; оксиды олова и сурьмы

Сг20з; фосфат Ni + Сг20з

Кварц (теплоноситель — катализатор)

Фториды и хлориды металлов на сульфатных носителях

8. Оксихлорирование этилена:

СН2=СН2 + 2НС1 + 0,5О2 —>

—? СН2С1—СН2С1 + Н20

9. Неполное окисление метанола:

о2

СН3ОН > СН20

10.

на:

СН4

Неюлное окисление мета-о2

сн2о

П. Окисление этилена:

Дихлорэтан Формальдегид

То же

Оксид этилена

CuCls

Ag; Си; молибдат железа

Алюмосиликаты, модифицированные оксидом магния; оксиды олова; оксиды азота (NO2)

Ag

СН2=СН2

О

—?> СН2-СН2

в виде слоя катализатора, движущегося сверху вниз в шахте контактного аппарата, и в виде восходящего потока дисперсного катализатора в реагирующей смеси газов.

Метод применения катализатора в виде фильтрующих слоев давно освоен и доминирует в промышленности. Плотный движущийся слой применяется редко (в крекинге нефтепродуктов). Восходящий поток пылевидного катализатора еще не нашел широкого применения, но исследуется и испытывается.

Катализ в кипящем слое катализатора (КСК) постепенно внедряется в промышленное производство для осуществления процессов, в которых преимущества его перед неподвижным слоем наиболее проявляются, а трудности его осуществления уже преодолеваются [5],

В табл. 5.1 приведены сведения о некоторых реакциях, реализованных в КСК в промышленном масштабе или на опытных установках. При этом активные компоненты катализаторов нанесены на механически прочные алюмосиликаты, оксиды алюминия или кремния, сульфаты металлов.

Первым преимуществом реакторов КСК перед адиабатическим реактором с неподвижным слоем при проведении экзотермических реакций является изотермический режим, при котором температура всего слоя равна конечной температуре Тк продуктов реакции.

На рис. 5.1 дано сравнение двух возможных изотерм в кипящем слое с адиабатой неподвижного слоя. При начальной температуре газа tu ^ г3аж конечная температура, соответствующая максимальному (например, равновесному) выходу продукта XQ, одинакова как при адиабатическом (линия 1], так и при изотермическом

(линия 2) режиме. Однако преимущество изотермического процесса состоит в том, что его средневременная температура больше, чем в адиабатическом процессе в т раз. Для реакции первого порядка:

м_<«-аз !»(/./<.) (58)

*к *н

Следовательно, константа скорости реакции, возрастающая о повышением температуры по экспоненте уравнения Аррениуса

k = k0exp [-EJ(RT)] ' (5.9)

в изотермических реакторах при значительном тепловом эффекте (коэффициенте адиабатического разогрева X = Qp/(Grc) = ~{ЦрСц/с) |3) может быть во много раз больше, чем в адиабатических. (Здесь Qp — количество теплоты, которое выделилось бы при полном превращении основного исходного вещества А в продукт реакции D по уравнению ак + ... -+dD-\- ... + QP; q? = = — кН/d — теплота реакции в расчете на 1 моль продукта D; $ = d/a; Gr — массовое количество газовой смеси; с — средняя теплоемкость газовой смеси; Сн — массовая концентрация основного исходного вещества.) Таким образом, чем выше Сн и qp, тем сильнее повышение k в реакторе (КСК). Для реакции с высшим значением К в КСК k может повыситься в 4—5 раз. При больших значениях К следует использовать изотермичность для повышения движущей силы процесса (хр — х) или (1-х) для необратимых реакций и х'Мак

страница 110
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150

Скачать книгу "Расчеты аппаратов кипящего слоя" (4.83Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
полотенца в липецк купить
дешевые дачные участки на новой риге
анна каренина мюзикл билеты в ноябре
снять автобус на свадьбу 30 мест цена

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(03.12.2016)