ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Определение коэффициента продольного перемешивания в экспериментах с импульсным вводом индикатора из "Расчеты и исследования химических процессов нефтепереработки" Двухфазные системы с неподвижной твердой фазой принято рассматривать как квазигомогенные при этом к ним можно применять соотношения, выведенные для однофазной системы. В этом случае плотности и теплоемкости потока и реакционной среды различны, а накопление веш ества описывается соотношениями (1П-3) и (П1-За), учитывающими заполнение части объема аппарата, занимаемого потоком. [c.102] Уравнения, описывающие стационарный режим (в частности, изотермический) для идеального перемешивания и идеального вытеснения, те же, что и для гомогенной системы, т. е. (111-56) и (111-60). [c.102] Для потока с неполным перемешиванием аналогично меняется форма только общих уравнений. Уравнения (111-72), (111-75), описывающие стационарные режимы, в частности изотермические [(111-73), (111-76)], не меняются. [c.102] В нефтеперерабатывающей промышленности используются химические процессы с потоками твердой контактной массы и паров реагирующей смеси через аппарат. Оба потока могут двигаться в одном направлении (прямоток) или навстречу друг другу (противоток). Если характеристики контактной массы меняются при движении через аппарат, то кинетические параметры, характеризующие IV, могут зависеть от объема. [c.103] Если считать, что оба потока близки к потоку идеального вытеснения, то уравнения материальных балансов, записываемые для каждого компонента реагирующей смеси, совпадают с первым уравнением системы (111-60). Уравнения же теплового баланса будут отличны от аналогичных уравнений для однофазных систем. [c.103] При решении этого уравнения в качестве граничного можно использовать условие Т (0) = Тр [где Тр — температура теплового равновесия входных потоков, определяемая уравнением (ж) примера 1И-1]. [c.103] Расчеты, выполненные в работе [14], показывают, что даже для высокотемпературного —1200 °С) контактного пиролиза при большой скорости процесса разность Т и Т не превышает 30 °С. Поэтому в технических расчетах можно пользоваться соотношением (111-83). [c.104] Для иллюстрации использования теории химических реакций в потоке [11] с целью создания математических описаний технических реакторов приводятся примеры 1И-3 и И1-4. [c.104] Учитывая, что перепад давления в аппарате невелик и не сказывается ощутимо на результатах, исключим из математического описания уравнение баланса кинетической энергии. [c.105] В последнем уравнении G, с, р, X — соответственно массовый поток, теплоемкость, плотность и коэффидиент теплопроводности реагирующей смеси дд д, п- Н процессов. [c.105] Для интегрирования системы (а) — (е) необходимо задать зависимость каждой из скоростей процесса (u i, w[, w , w , и з) от концентраций реагирующих веществ и температуры. Эта система слишком сложна для практического использования, если необходимо уточнять по экспериментальным данным какие-либо постоянные коэффициенты. Полученное описание характеризует работу реактора, включая пуск, остановку, переход от одного режима к другому для основного, установившегося, режима оно может быть упрощено, так как производные по времени обращаются в нуль. [c.105] Последние уравнения позволяют выразить количества образующихся водорода и газа через количества прореагировавших жидких продуктов. Выполнение этих соотношений подтверждает справедливость использованной схемы. [c.106] Пример 1П-4. На рис. П1-5 приведена схема потоков в одной секции регенератора установки каталитического крекинга с движущимся шариковым алюмосиликатным катализатором. Сверху в регенератор поступает катализатор, содержащей коксовые отложения. Двигаясь сверху вниз, он проходит 8—11 секций, в каждой из которых по периметру аппарата вводится кисло-родсодержашрй газ, окисляется кокс и выводятся продукты окисления (СО, СО2, Н2О). В отдельных секциях включены охлаждаюище змеевики, в которых тепло потока передается паро-водяной смеси это позволяет предотвратить перегрев катализатора. Нужно составить математическое описание реактора. [c.106] Будем рассматривать установившийся режим. Имеется два пути создания математического описания. Можно рассматривать реальный аппарат как систему из 8—11 последовательных аппаратов идеального перемешивания (аналогия с каскадом). В этом случае непрерывное изменение содержания кокса мы заменяем дискретным. [c.107] Учитывая, что изменение давления в аппарате невелико и не оказывает существенного влияния на процесс, в математическое описание включаем уравнения материальных балансов по кислороду и коксу и общее уравнение теплового баланса. [c.107] Для указанного элементарного объема предположим непрерывные поперечные ввод кислорода, вывод дымовых газов и отвод тепла. Это значит, что при полном объеме аппарата У в объем V поступает (Ов/Уп)аУ воздуха, выводится (Ог/У аУ дымовых газов, тепло передается через внутреннюю поверхность (8з/Уп)аУ и наружную поверхность 8 /У )(1У. [c.107] Если обозначить скорость процесса, измеренную количеством кислорода, реагирующим в единице объема аппарата в едишщу времени, через ш, теплоту процесса, отнесенную к единице массы сгоревшего кокса, через дпр, а количество кокса, реагирующее с единицей массы кислорода,— через а, то уравнения балансов для установившегося режима запишутся в соответствии с (П1-1а) в следующей форме. [c.108] Здесь первый и второй члены правой части учитывают поступление ж вынос кокса из слоя, третий член — расход его на окисление. [c.108] Первый и второй члены правой части уравнения учитывают поступление тепла с катализатором и воздухом, третий и четвертый — уход тепла с катализатором и дымовыми газами, пятый и шестой — тепло, передаваемое паровоздушной смеси и окружающей среде, седьмой — количество тепла, поглощенное процессом. [c.108] Отметим, что аналитически эта система не решается, а ее численное решение требует использования ЭВМ. [c.109] Вернуться к основной статье