химический каталог




Расчеты аппаратов кипящего слоя

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

>Рис. 5.14. Контактный аппарат для окисления этилена в КС.

Вариант а: / — труба для циркуляции катализатора; 2— пористый фильтр; 3 — охлаждаемая зона с катализатором; 4 — трубчатый холодильник; 5 — решетка; В—зона катализа; вариант б: 1 — труба для циркуляции катализатора; 2—циклон; 3 — змеевик; 4 — охлаждаемая зона с кипящим катализатором; 5 —зона катализа; В — холодильник; 7 — трубчатый теплообменник. /—этилен; // — продувочный газ; ///—продукты; IV — хладагент; V — кислород.

Рис. 5.15. Схема реактора КС цля получения окиси этилена:

/—решетка; 2 —катализатор; 3 —фильтр; / — эгиленовоздушная смесь; //--хладагент; /// — охлаждающая жидкость; IV—продукты реакции.

поступает этилен. Он увлекает за собой катализатор и возвращает его в реакционную зону.

По второму варианту охлаждающая и реакционная зона разделены горловиной (рис. 5.14,6). Для окисления этилена можно применять и трубчатый реактор (рис. 5.15).

Имеются данные [1, 6, 14—18] о промышленной и опытно-промышленной реализации в КС следующих процессов: окислительного аммонолиза пропилена, гидрокрекинга нефтяного сырья, полимеризации, окисления нафталина до фталевого ангидрида, синтеза Фишера — Тропша, окисления бутилена до малеинового ангидрида и о-ксилола до изофталонитрила, получение синильной кислоты из метана и аммиака, десульфирования масел, углей и асфальтенов, получения дихлорэтана окислительным хлорированием этилена, хлорирования предельных и непредельных углеводородов, окислительного дегидрирования углеводородов, паровой и парокислородной конверсии природного газа и конверсии оксида углерода с водяным паром, синтеза аммиака.

5.3. МОДЕЛИ КАТАЛИТИЧЕСКИХ РЕАКТОРОВ

Сложность гидродинамической обстановки в аппаратах кипящего слоя предопределяет особый подход к их расчету. При моделировании каталитического реактора необходимо учитывать влияние как кинетических закономерностей процесса, так и гидродинамических факторов на выход продукта. Наибольшее распространение получили двухфазные модели, учитывающие наличие неоднородностей в слое (см. гл. 1).

Известно множество вариантов двухфазных моделей, отличающихся степенью идеализации реальной структуры слоя [19], В простейшем случае они исходят из наличия в слое пузырей (дискретной или разреженной фазы) и плотной части слоя (плотной или непрерывной фазы), каждая из которых как бы представляет собой однофазный реактор. Согласно предложенным моделям, как правило, в пузырях химическая реакция не протекает, а состав реакционной смеси изменяется в результате газообмена с плотной частью слоя. В плотной части слоя принимается режим идеального вытеснения или полного перемешивания по газу. Ниже рассматриваются более подробно три двухфазные модели, которые наиболее существенно отличаются одна от другой принятыми допущениями.

5.3.1. Модель с полным перемешиванием в плотной части слоя и потоком газа через пузыри [20]. Считается, что весь газ сверх 'необходимого для начала псевдоожижения проходит слой в виде пузырей постоянного размера, причем каждый пузырь во время подъема в слое обменивается газом с плотной частью слоя за счет потока газа через пузырь и молекулярной диффузии. В пузыре не происходит химической реакции, она протекает в плотной части слоя, в которой газ движется в режиме полного перемешивания,

V и

1111111

:::::^Щ\С^';:.

^ ^ ^ ^ ^ ^ ^

щс0

Поскольку наличие пузырей приводит к расширению слоя от начальной высоты Н0 при скорости начала взвешивания ш0 до рабочей высоты Н при некоторой рабочей скорости ш, то справедливо следующее выражение:

ФЯ = Я-Я0 (5.11)

Уравнение неразрывности потока:

<роуп = w — w0 (5.12)

Здесь ф — доля объема, занимаемая пузырями в объеме слоя, или газонаполнения; wn — скорость подъема пузыря.

Связь диаметра пузыря dn с расширением слоя задается уравнением

0,711 (gdnf'5f(w - wQ) = Я0/(Я - Но) (5.13)

На рис. 5.16 показана схема для составления материальных балансов по этой модели. Газовая смесь с концентрацией основного реагирующего компонента С0 входит в слой с рабочей скоростью w, рассчитанной на все сечение аппарата при температуре и давлении в аппарате. В плотной части слоя протекает химическая реакция и степень превращения основного компонента изменяется от нуля до хк. В пузырях за счет обмена газом с плотной частью слоя степень превращения изменяется от нуля до некоторого значения у на высоте расположения пузыря h. Каждый пузырь имеет объем v и поверхность /. Если пренебречь изменением объема за счет химической реакции, то материальный баланс для единичного пузыря в дифференциальной форме записывается следующим образом:

dy

dx

vwn

dy ~dh

= (q + Kf) (x - y)

(5.14)

где q — поток газа через пузырь; К — коэффициент массообмена между пузырем и плотной частью слоя, отнесенный к поверхности пузыря.

Уравнение (5.14) можно проинтегрировать, так как в плотной части слоя принят режим полного перемешивания и степень превращения равна конечной (хк). В результате интегрирования получим зависимость степени превра

страница 114
< 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
аренда проектора на сутки
Фирма Ренессанс: лестница купить в нижнем новгороде - качественно и быстро!
кресло nadir
индивидуальные склады хранения москва

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
(11.12.2016)