химический каталог




Технология катализаторов

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

без отвода (или подвода) теплоты из слоя катализатора при ламинарном потоке газа, текущего по принципу идеального вытеснения. В результате температура по высоте слоя изменяется по уравнению адиабаты пропорционально тепловому эффекту реакции ь/р, концентрации Си основного исходного реагента в газовой смеси и степени его превращения х. Уравнение адиабаты в зависимости от известных параметров процесса и задачи расчета выражается различно [9, 19, 35].

Так, для однослойного аппарата, хорошо теплоизолированного снаружи (см. рис. 1.9, а), применяют следующие уравнения (плюс — для экзотермических процессов, минус — для эндотермических):

t« = tn ± 0p/(Gc«). (1-32)

'и = 'н±[0р/(Ос*)]*. (1-53)

'к=^±9рСи*/г, (1.54)

i( = ?,ax. (1.55)

Здесь tH, tK — начальная и конечная температуры на входе газа в слой катализатора и на выходе из него; Qp — общее количество теплоты, фактически выделившееся в результате экзотермической реакции (+) или необходимое для компенсации эндотермических процессов (—); Qp — общее количество теплоты реакции при полном превращении основного исходного вещества (х = 1); Gc — количество реакционной смеси; с — средняя теплоемкость; qp — тепловой эффект реакции на единицу (моль, кг) основного исходного вещества; Си — концентрация основного реагента; Дг= ±(гц—fH); Ха—коэффициент адиабатического разогрева газовой смеси, равный тангенсу угла наклона адиабатической линии к оси ординат (рис. 1.12, а и б).

Коэффициент Ха рассчитывают следующим образом:

В промышленности часто применяют многослойные (многополочные) контактные аппараты [9, 19, 361, а также однослойные аппараты, работающие в циклическом процессе [2, 7, 9, 19]. Для каждого последующего слоя многополочного контактного аппарата, а также для реакторов, работающих в циклических процессах, уравнение адиабаты имеет вид:

Е„ = г„±Ы*к-*н). (1-57)

Здесь хки хн — степень превращения исходного вещества на выходе из слоя катализатора (конечная) и на входе в данный слой (начальная).

45

t«4 СнЗ *

Рис. 1.12. Температурный режим однослойных изотермических реакторов смешения и адиабатических реакторов вытеснения для обратимых реакций:

а — экзотермический процесс (/ — адиабата вытеснения; 2, 3, 4 — соответственно изотермы смешения при tK = 'заж> при гд> <заж, при *к = ^3aHt): б — эндотермический процесс {1 — адиабата вытеснения; 2, 3, 4 — соответственно изотермы смешении без подвода теплоты в слой (tK = *заж). с подводом теплоты при частичной компенсации эндотермического эффекта, при полной компенсации эндотермического эффекта подводом теплоты; 5 — равновеснаи кривая х0 — f (О

Изотермические процессы протекают при постоянной температуре во всем слое катализатора, т. е. в любой точке t = tK. Более или менее полное приближение к изотермичное™ слоя катализатора может быть достигнуто при: а) непрерывной компенсации теплового эффекта реакции; б) малых тепловых эффектах реакции, концентрации исходного вещества или степени превращения, т. е. при небольшом значении qfCzx, когда температура в слое может выравниваться за счет теплопроводности катализатора; в) перемешивании газа и катализатора.

В аппаратах кипящего слоя 117] при перемешивании зерен эффективная теплопроводность слоя катализатора в сотни раз больше, чем неподвижного слоя, и температурный режим близок к изотермическому. Если в кипящем слое нет теплообменных элементов, то при хорошей тепловой изоляции он является одновременно изотермическим и интегрально адиабатическим и tK можно определить по одной из формул (1.52)—(1.57).

Сравнение температурного режима однослойных адиабатических реакторов вытеснения (см. рис. 1.9) и изотермических реакторов смешения (см. рис. 1.10) представлено на рис. 1.12.

Для экзотермических процессов при начальной температуре газа = 4аж конечная .температура, соответствующая максимальному (например, равновесному) выходу продукта Ямакс, одинакова как при адиабатическом (прямая /), так и при изотермическом (кривая 2) процессах. Однако преимущество изотермического процесса состоит в том, что его средневременная температура больше средневременной температуры адиабатического процесса в т раз:

т = г„ • 2,3 lg ((вЛУРн - 'и) • (1 -58>

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

(1.4), в изотермических реакторах при значительном тепловом эффекте может быть во много раз выше, чем в адиабатических. При большом значении qsCnx следует использовать изотермич-ность для повышения движущей силы процесса и хманс путем уменьшения начальной температуры ниже температуры зажигания, что допустимо в изотермических реакторах смешения. Теоретически минимальная температура газа, поступающего в реактор смешения, соответствует кривой 4 (см. рис. 1.12) и рассчитывается по уравнению адиабаты:

М - гк — tK — tmm — (я = q,?Hxfc. (1.59)

Практически температура в слое катализатора должна быть выше 4аж и. соответственно газ должен поступать с температурой выше гн4.

Из приведенных рассуждений следует, что ра

страница 18
< 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
декоративный молдинг для авто
нашивка хоккейных клубов
баскетбольные кроссовки интернет магазин дешево
тумба для инструмента с ящиками бу

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
(22.05.2017)