химический каталог




Технология катализаторов

Автор И.П.Мухленов, Е.И.Добкина, В.И.Дерюжкина

зготавливают трубы теплообменников-подогревателей. Углеродистые стали деформируются при t > 400—500 °С, жаропрочные — при t > 700 °С и лишь дефицитные спецсплавы выдерживают температуру до 900 °С.

По степени смешения исходных веществ с продуктами реакции различают предельные режимы идеального вытеснения и полного (идеального) смешения [19, 31—33], а также промежуточные режимы неполного смешения, характерные для производственных реакторов.

39

Режим идеального вытеснения характеризуется таким ламинарным течением потока реагентов, при котором любой элемент объема движется по высоте (длине) аппарата параллельно другим элементам, не смешиваясь с предыдущими и последующими элементарными объемами [191. Время пребывания т в ре-Время пребывания любой

(1.33)

акторе для всех молекул одинаково молекулы т' равно среднему тср:

т* = тср = o/V,. = н/ш.

Здесь и —? высота реакционного объема.

В контактных аппаратах с неподвижным или взвешенным (кипящим) слоем катализатора под v обычно понимают полный объем слоя катализатора, под до — линейную скорость газа, отнесенную к полному сечению аппарата, и под Я — высоту слоя катализатора. Таким образом, получают фиктивное время Тф, которое больше истинного. Для перехода от фиктивного времени пребывания газа в слое к истинному тср. „ используют отношение:

? свободный объем слоя,

Чср.и = Тф/8. (1.34)

Здесь е — порозность слоя, равная vcJv; vc занятый зернами катализатора.

К режиму идеального вытеснения в производственных аппаратах с неподвижным (фильтрующим) слоем катализатора при значительной высоте слоя (Я : /За 5>- 2, где Da — диаметр аппарата) и не очень больших линейных скоростях газового потока w < 1 м/с. Два типа таких реакторов представлены на рис. 1.9. При ламинарном течении газа через любой элементарный объем dv такого реактора или соответствующую ему высоту dH за время dx количество целевого продукта в газовой смеси увеличивается на dGn, соответственно концентрация продукта возрастает на dC„, а выход его — на dx. Следовательно, скорость процесса равна:

(1.36)

dH ?

Принимая во внимание соотношение (1.33), можно также записать:

dC„ _____ .. ... dCu

и = V0 или и = и dv

В технической литературе используют те или иные выражения скорости [7, 9, 17, 19—21, 31] в зависимости от того, какие из входящих в них величин известны и удобны для применения в определенных условиях [см., например, уравнения (1.3), (1.3а)]. Если замеряют Ga во времени, то наиболее удобна формула:

и= *s. dx

(1.37)

Здесь v — общий или свободный объем слоя катализатора и соответственно х = ТА или т = тСр и', * — константа скорости, выражаемая уравнениями (1.4), (1.6), (1.24).

= kAC.

Нередко скорость процесса выражают производной концентрации Си основного исходного вещества по высоте Я слоя катализатора (или реакционного объема):

...ас*

(1.38)

dH

Для модельной реакции синтеза аА + ЬВ = dU движущая сила по закону действующих масс равна:

ДС = (СД-С*ДГ(СВ-С*)\. (1.39)

Здесь Сд, Св — текущие концентрации исходных реагирующих веществ; СА и Св. — их равновесные концентрации.

Ряд обратимых реакций еще недостаточно изучен, и определение общей константы скорости k = f (kt, кг) и общей движущей силы ДС затруднено. Поэтому общую скорость реакции ц выражают разностью скоростей прямой и_ и обратной иг реакций:

(1.40)

и = и_ — u_ = k_kC_ — АгДС2.

Здесь ДС,

Для необратимых реакций и обратимых вдали от равновесия принимают ДС2 = 0. Так, для прямой реакции первого порядка уравнение (1 .За) можно записать через степень превращения основного вещества

(1.41)

= ^ = ЬДС=А(1-dx

(1.42)

Откуда

* = — 1п40

' dx

dCn dx dx dx •

(1.35)

Кинетические уравнения идеального вытеснения применяют для расчета однослойных, многослойных и трубчатых реакторов с фильтрующими слоями катализатора [19, 31, 33], а также для

реакторов с организованным

(заторможенным) кипящим слоем

[17, 34]. Реакторы с движущимся катализатором [7, 19]

и с потоком взвеси катализатора [7] обычно рассчитывают также по формулам идеального вытеснения. Кроме того, формулы (1.35)—(1.41) применяют для

расчета реакторов периодического

^У:-ЛЗДУЛ11.У::П:- действия.

?^ШШШ^Шт^:'; Кинетическая модель реактора, т. е. характеристическое уравнение, применимое для определения времени контакта т в реакторе вытеснения для необратимой реакции п-ю порядка по основному веществу А, идущей без изменения объема: взвешивания. Практически полное перемешивание достигается в аппаратах кипящего слоя, снабженных мешалкой (рис. 1.10). Сравнение типичных кривых кинетики химического процесса в реакторах вытеснения и смешения представлено на рис. 1.11.

В реакторах периодического действия и проточных реакторах идеального вытеснения (рис. 1.11, а) скорость реакции непрерывно уменьшается во времени, т. е. по высоте слоя катализатора (т = = аН), поэтому кинетика и выражается дифференциальными уравнениями типа (1.37), (1.44). Среднее значение концентрации исходного вещества, определяющего ДС по уравнению (1.3

страница 16
< 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

Скачать книгу "Технология катализаторов" (2.38Mb)


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

 

 

Реклама
вакансии москва специалист по наладке котлов
one step раствор для линз состав
ноутбук в прокат
пластмассовые столы 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
(06.12.2016)