химический каталог




Расчеты аппаратов кипящего слоя

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

плотность катализатора, кг/м3; Fy — удельная активная поверхность катализатора, м2 никеля/кг; г\ — степень использования внутренней поверхности катализатора; А «= 9,81 • 1047"/(273Р) — безразмерный комплекс для приведения скорости к рабочим условиям в реакторе; и — скорость реакции, определяемая уравнением (5.101); wn — скорость подъема пузыря, м/с.

Для никелевого катализатора рн = 1000 кг/м3; Fy = 500 м2 никеля/кг, rj = = 0,1 [35]. Уравнение (5.107) можно решить численно методом Фибоначчи [27]. Для каждого приближения хк по уравнению (5.100) определяется равновесное значение у*. Затем по формулам (5.94) — (5,98) рассчитываются текущие значения парциальных давлений реагентов и продуктов, которые входят в уравнение скорости процесса. Определяется целевая функция, представляющая собой разность левой и правой частей уравнения (5.107) и т. д.

Для определения параметров модели необходимо задать средний размер частиц катализатора и диаметр пузыря в организованном слое. Скорость начала взвешивания и подъема пузыря, рабочая высота слоя рассчитываются по уравнениям (5.59), (5.11) и (5.13).

По полученному значению хк определяется степень превращения в разреженной фазе и общая на выходе из слоя.

Выбор диаметра труб реактора зависит от давления, линейной скорости газа, рабочей высоты слоя. При заданных значениях температур слоя и топочных газов, давления, линейной скорости газа, коэффициента теплопередачи связь диаметра трубы dT с рабочей высотой слоя задается уравнением теплового баланса, которое приводится к виду

АН К (Гт - Г) • 0.0224Л

т ~ w ((1 + 2ССН42) с (Т — 298) - cQ (Г0 - 298) + Ссщг • 206 150 - у* . 41 200)

(5.109)

Здесь Гт, Т, 7*0«—температуры топочных газов в межтрубном пространстве, в слое и на входе в слой, соответственно, К; К — коэффициент теплопередачи от топочных газов к слою, Вт/(м2-К); 0.0224Л— комплекс для перевода объемного расхода при рабочих условиях в мольный расход, м3/моль; z — общая сгепень превращения метана; с, Со — средняя теплоемкость газовой смеси на выходе и • входе в слой, соответственно, Дж/(моль-К); у*—количество образовавшегося диоксида углерода из единичного объема смеси (определяется по уравнению (5.100) из значения степени превращения метана в реакторе, найденному по (5.23)), м3; 206 150 и 41 200 — тепловые эффекты реакций (5.84) и (5.85) при 298 К, Дж/моль СН4 и Дж/моль СОг, соответственно.

На рис. 5.26 и 5.27 представлены результаты расчета трубчатого реактора, выполненного для следующих исходных данных: состав природного газа (в об. долях): СН4 — 0,754; С2Нв —0,041; С3Н8 — 0,013; С4Ню — 0,006; Н2 — 0,107; N2 — 0,079; диаметр частиц катализатора 0,0015 м; коэффициент теплопередачи 800 Вт/(м2-К); температуры: на входе 723 К, в слое 1173 К, топочных газов 1373 К; давление в реакторе ЗМПа; диаметр пузыря в организованном КС 0,05 м.

Процесс практически достигает равновесия при высотах слоя больше 0,3 м, поэтому между начальной высотой слоя и диаметром реакционной трубы наблюдается линейная зависимость в очень широком диапазоне скоростей газа согласно уравнению (5.109)—см. рис. 5.26. При снижении соотношения пар : газ (R) диаметр труб при прочих равных условиях должен быть меньше, что вызвано увеличением абсолютного количества метана, вступившего в реакцию, несмотря на уменьшение равновесной степени превращения — см. рис. 5.27.

Представленные результаты показывают, что точность расчета реактора паровой каталитической конверсии природного газа определяется точностью тепловых расчетов.

Пример 5.4 (дегидрирование бутана до бутилена на катализаторе К-5). В реакторе дегидирования бутана протекает две основные параллельные реакции — дегидрирование и крекинг бутана, а также термический

Рис. 5.27. Влияние соотношения пар : газ (R) на выбор диаметра трубы в реакторе каталитической конверсии природного газа (//^=5 м):

/ — равновесная степень превращения метана; значения Aw (в м/с): 2—0,25; 3 —1,0. крекинг бутилена [1, 8]:

я-С4Н10 = к-С4Н8 + Н2 — 131 кДж (5.110)

к-С4Н10 —> 0,62СН4 + 0,13С2Н4 + 0,44С2Нв + 0,04С3Н6 + 0,2С3Н8 + 0,ЗС5

(5.111)

и-С4Н8 —> 0,25Н2 + 0,27СН4 + 0,15С2Н4 + 0,31С3Не +

+ 0,5С3Н8 + 0,08С4Нв + 0,1С (5.112)

Кроме этих реакций наблюдается изомеризация бутана и бутилена. Константу равновесия дегидрирования Н-С4Н10 в интервале температур 760—900 К можно определить по уравнению [8]:

РС ИОРИ, 6667 1" с«Нв Нг = 12,566

(5.ПЗ)

4«10

С4Н

где К — константа равновесия, Па; ?*с4н8' ^н2> ^СдНю равновесные парциальные давления бутилена, водорода, и бутана Па.

Из найденных по уравнению (5.113) значений равновесной степени превращения бутана следует, что практически приемлемая глубина дегидрирования (более 0,3) может быть достигнута при температурах выше 773 К.

При дегидрировании бутана в промышленности применяют хромовый катализатор (Сг203 на алюмооксидном носителе). В процессе работы катализатор покрывается углистыми отложениями и изменяет свой химический состав. Для восстановления активности катализатора нео

страница 124
< 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
продажа элитных коттеджей в подмосковье раздоры флоранс
оформление витрины с рыбой ценниками
установка пламегасителей митсубиси
где купить футбольную форму в самаре

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
(18.12.2017)