Розрахунки каталітичних реакторів - Довідник хіміка 21
Хімія та хімічна технологія
Розрахунки каталітичних реакторів
Виведені тут рівняння можна використовуватиме розрахунку каталітичних реакторів, хоча у своїй існує ряд обмежень. По-перше, ці рівняння виведені для реакцій, мономолекулярних в обох напрямках, по-друге, інтегрування проведено за умови, що температура та тиск у реакторі постійні.[c.242]
У технічній літературі можна знайти численні і дуже різнохарактерні формули та графіки для визначення параметрів технологічних процесів у киплячому шарі та основних елементів реакторів. Автори наводять у книзі ті формули та графіки, які, на їхню думку, найбільш доцільні для розрахунку каталітичних реакторів киплячого шару. Застосування формул і графіків ілюструється типовими розрахунками.[c.5]
Кінцева мета технологічного розрахунку каталітичного реактора - визначення обсягу каталізатора, необхідного для досягнення заданого ступеня перетворення, та вибір геометричних розмірів апарату та його найважливіших вузлів, при яких досягається найбільша ефективність проведення процесу. Як і для будь-якого масообмінного апарату, при розрахунку реактора виникають завдання визначення виходу продуктів, швидкостей процесу, кількостей і складів матеріальних потоків, що проходять через нього, витрати сировини, тепла та інших виробничих витрат.[c.253]
У загальному випадку, для суворого та обґрунтованого розрахунку каталітичного реактора насамперед необхідно мати у своєму розпорядженні всі дані, що характеризують швидкість хімічного перетворення, теплопередачі та масообміну, а також вплив гідродинамічних умов проведення процесу потім скласти та вирішити відповідні рівняння матеріальних та теплових балансів, кінетики,гідродинаміки, дифузії та теплопередачі. При цьому для вирішення системи вказаних рівнянь використовують електронні обчислювальні машини. При проектуванні багатьох реакторів досі переважно використовуються методи наближеного розрахунку. Це найбільш характерно для реакторів з киплячими шарами каталізатора, в яких кінетична картина процесу дуже складна, вивчена ще недостатньо і їхній розрахунок, значною мірою, базується на вельми нечисленних експериментальних даних, отриманих з досвіду, що наявний, промислової експлуатації.[c.253]
Експериментальне дослідження процесів тепло- та масообміну в хімічному реакторі та гідродинаміка потоку відіграють найважливішу роль у створенні математичного опису процесу. Ми, однак, не розглядаємо в цій книзі способів вимірювання таких параметрів, як коефіцієнти тепло- та масопередачі, дифузії та ін., оскільки це є спеціальною областю, не пов'язаною зі специфікою гетерогенного каталізу. Виняток буде зроблено для динамічного методу визначення гідродинамічних характеристик проточних апаратів, що описується тут [23, 35-37]. Одержувана з допомогою цього методу інформація є дуже цінною до розрахунку каталітичних реакторів [24, 35, 36].[c.379]
Різноманітність процесів, що здійснюються в КС, та складність гідродинамічної обстановки не дозволяють розробити єдину методику розрахунку каталітичного реактора. Матеріал цього розділу орієнтований застосування різних двофазних моделей до розрахунку широкого кола газофазних каталітичних процесів.[c.282]
Наведені рівняння можуть бути використані для розрахунку каталітичних реакторів, хоча при цьому існує низка обмежень. По-перше, ці рівняння виведені для мономолекулярних реакцій в обохнапрямках по-друге, інтегрування здійснено за умови сталості температури та тиску в реакторі. Однак аналогічну методику розрахунку можна застосувати і в більш складних випадках.[c.276]
Знання фактора ефективності значно спрощує розрахунок каталітичного реактора, оскільки при цьому автоматично враховуються будь-які дифузійні обмеження, що, у свою чергу, дозволяє відмовитися від вирішення диференціальних рівнянь масо-і теплоперенесення для кожної гранули або таблетки в шарі каталізатора.[c.50]
Автори цієї книги ставили собі за мету навести такий матеріал, який дозволив би отримати повне уявлення про механізми найважливіших типів гетерогенно-каталітичних реакцій, а також дозволяв би оцінити головні фактори, з якими доводиться мати справу при розрахунку каталітичних реакторів. Незалежно від того, чи будуть нас переважно цікавити механізми реакцій (предмет, який, ймовірно, більше цікавить працівників дослідницьких лабораторій) або каталітичні реактори (якими зазвичай більше цікавляться інженери-хіміки), необхідно ретельно розглянути низку основних уявлень.[c.17]
Хоча в попередньому розділі підкреслювалося значення даних про швидкість реакції для розрахунку каталітичних реакторів, слід також зазначити, що такі рівняння, як (39), (41) та (42), можуть дати дуже корисні відомості[c.402]
Загальна проблема впливу швидкості реакцій процесу дифузії вихідних речовин і продуктів у порах зерен каталізатора і процесу теплопередачі в неізотермічних умовах була розглянута в розд. 4.5. Для розрахунку каталітичних реакторів важливо знати, як масо-і теплопередача в порах впливають швидкість реакції. Знаючи це, можна вибрати такий розмір гранул каталізатора,щоб у прийнятних умовах проведення реакції для молекул реагуючих речовин була доступна лише зовнішня поверхня каталізатора. Якщо внутрішня поверхня каталізатора недоступна, то в деяких випадках це призводить до значного зменшення величини питомої поверхні. Це може бути абсолютно неприйнятним при проведенні реакцій у великому масштабі, але, звичайно, може використовуватися для успішного проведення дослідів із вивчення кінетики, коли хочуть обмежити вплив процесів масо- та теплопередачі на швидкість реакції. Отже, якщо в основу розрахунку реактора покладені отримані незалежним шляхом кінетичні дані, перш ніж робити спроби підставити якусь функцію, що описує швидкість реакції, рівняння для загальної швидкості, необхідно знати ступінь впливу масо-і теплоперенесення в порах каталізатора.[c.412]
Х'юбер вказує також на труднощі, що виникають при використанні рівнянь арреніусівського виду для розрахунку каталітичних реакторів. Значення енергії активації, що зустрічаються в літературі, часто дуже відрізняються одна від одної, а помилка в 1% при виборі значення Е може призвести до помилки[c.315]
Матрос 10. Ш., Ба.1ясний Л. А. Розрахунок каталітичного реактора з внутрішнім теплообміном з урахуванням вимоги стійкості. - Керовані системи, Новосибірськ, 1970, вип. 4-5, с. 148-157.[c.24]
Дивитись сторінки, де згадується термінРозрахунки каталітичних реакторів :[c.264] [c.278] Дивитися розділи в: