химический каталог




Расчеты аппаратов кипящего слоя

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

бходима его регенерация, которая проводится в регенераторе. При продувке катализатора кислородсодержащим газом углистые соединения выгорают, а низшие оксиды хрома окисляются [1].

Скорость процессов дегидрирования и крекинга бутана на катализаторе К-5 удовлетворительно описываются следующими уравнениями [8]:

dx Рс™ - ' Рг и.Р

fi(l-^) (5.144)

;4н8 V KPCiHl0 )

dXK и (РС4Ию + ^С4Н8)

Г — «к Б I5-115)

2

где х, хк — степень превращения бутана общая и в продукты крекинга, соответственно; т — время контакта, с; Рс4Ню' ^с4н8' ~ текущие значения парциальных давлений бутана, бутилена и водорода, Па.

Температурная зависимость констант скоростей k и k к выражается уравнениями [8]:

для 783/С < Т < 823К lg k = 7,1 - 75 200/(/?Г) (5.116)

для 823/С < Т < 843/( lg k = 0,3 - 28 500/(/?Г) (5.117)

lg ?к = 7,59 - 27 600/(/?Г) (5.118)

В промышленности дегидрирование бутана проводят на мелких частицах катализатора размером от 0,05 до 0,45 мм. Поэтому для расчета реактора можно применять ячеечную модель, которая в данном случае приводится к виду

/ 1 — у. 1 — X, \

w {yi - - °>ПФ {—г1 —1Г) о, АЛ. ЗШ°/8° ЛЬР^ 1~У* L"l _ЙЗ!11_П ^ 11Q4

« (Уи - УИ-I) - 0.ИФ ("Ц^- - -^=^) 3WJEN 1 — у.,^iA'^fe)'LRF"0 (5Л20)

^TO^WL'-W^H (6Л2,)

0.1 hp —J - ДЛ* L1 ~ Ф », - (WO/E.) J X

XAkKl~X" =0 (5.122)

где f—номер ячейки; yi, xt — общая степень превращения бутана в пузырьковой и плотной части, соответственно; у и, ХЦ — степень превращения бутана в продукты крекинга в пузырьковой и плотной части, соответственно; Б=1 -f- yt -f-4-0,5г/н, В = 1 -f- Xi -f- 0,5#w— коэффициенты изменения объема в пузырьковой и плотной фазе, соответственно, при концентрации бутана на входе, равной единице; А = 9,81-104 Т/(273Р) —безразмерный комплекс для приведения скорости процесса к рабочим условиям в реакторе; Р — давление в реакторе, Па.

Значения газонаполнения, высоты ячейки и скорости подъема пузыря определяются по уравнениям (5.38) и (5.36) и (5.43). При этом до текущего значения высоты h, меньшего Я0, порозность слоя рассчитывается по уравнению (5.39), а при h > /70 — по уравнению (5.46).

Систему уравнений (5.119) —(5.122) можо рассчитать численно, используя один из алгоритмов оптимизации [27]. Для этого целесообразно преобразовать уравнения (5,119) —(5.122) к следующему виду:

где Фь Фг, Фа, Ф4 — функции, представляющие собой левую часть уравнений /5И9)_ (5.122), соответственно. Таким образом, задача сводится к поиску минимального значения функции Ф (г/Г ун, xv xjЈ) при наличии ограничений:

4i>yi_y yt>y

LI

(5.124)

(5.125)

Первые производные фунции (5.123), которые могут понадобиться для расчета, целесообразно взять аналитически [29]. Вследствие громоздкости выражения для них не приводятся.

По мере приближения к решению шаг поиска уменьшается, расчет приводится до значений аргументов, при которых обеспечивается требуемая точность.

Начиная с некоторого текущего значения высоты слоя, объем пузырьковой части слоя, определенный по уравнению (5.40), становится равным объему всей ячейки. Разделение слоя на пузырьковую и плотную фазу теряет смысл, а уравнение модели преобразуется к виду

{yt

UYT-YU) S]0*5

?И?-1 = О

К(1-У1)Б J

(в;о/во) к У1 — УИ

= 0

(5.126) (5.127)

Система уравнений (5.126) —(5,127) решается аналогично. Расчет реактора заканчивается после удовлетворения условия^] Ahi^H + (Я — Я0).

I

На рис. 5.28 представлен пример расчета степеней превращения бутана в пузырьковой и плотной фазах по высоте слоя. При текущем значении высоты больше 5 м в ячейках присутствует только пузырьковая фаза. Экстремальный характер кривой 5 обусловлен тем, что в плотной фазе процессе дегидрирования достигает равновесия и, вследствие продолжения крекинга бутана и бутилена,

0,4 АШ,м/С

Рис. 5.28. Изменение показателей ПРОЦЕССА дегидрирования бутана В плотной (х> . „^ЫРЬ-ковой (у) частях по высоте слоя (Д«>=.0,1 м/с, «>0=0,07 м/с, #0=5 м, диаметр частиц

«Г=*2.8-10 м-3)-'

1,4, б—для пузырьковой части слоя; 2, 3, 5— для плотной части слоя; 1, 2—избирательности процесса Jx н Jy\ 3, 4—общие степени превращения бутана х, у; 5, 6—степени превращения

бутана в бутилен xf, yj.

Рис. 5.29. Влияние избытка скорости газа иад скоростью начала взвешивания на показатели процесса дегидрирования бутана (Я, *»=5 м. w0««<).07 м/с. пиаметр частиц d=2.8 ю-3 м):

' — избирательность процесса 1у\ 2—общая степень превращения бутана ц\ 3—степень превращения бутана в бутилен у у выход бутилена снижается. Из-за сравнительно небольшого межфазного газообмена время пребывания газа в плотной фазе велико и, следовательно, избирательность процесса (кривая 2) низка.

Низкая избирательность процесса в плотной фазе обусловливает общее снижение избирательности на выходе из слоя.

С ростом скорости газа выход бутилена и степень превращения бутана снижаются, а избирательность процесса увеличивается, как это показано на рис. 5.29. Снижение выхода бутилена с ростом

страница 125
< 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
vray курс в москва
дымоходы для дизельных котлов китурами
металическая угловая этажерка
номер перевертыш в москве

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
(05.12.2016)