第六章固定床反應(yīng)器的工藝設(shè)計-wenkub
2023-02-10 01:34:56 本頁面
【正文】 況下來提高 x使其達(dá)到所要求的值。不應(yīng)有軸向擴(kuò)散 。反應(yīng)器和周圍環(huán)境不應(yīng)有熱交換 (絕熱條件 )。 絕熱氣體反應(yīng)器 定義 絕熱反應(yīng)器是一種和周圍沒有熱交換的反應(yīng)器。 開始時 ， NTo = NAo +NBo (613) NAo = yoNTo NBo = (1yo)NTo = (1yo)NAo/yo (614) 在達(dá)到轉(zhuǎn)化率分?jǐn)?shù) xA后 : NT = NA + NB + NP + NQ = NAo (1xA) + NBo – (b/a)NAoxA + (p/a)NAoxA + (q/a)NAoxA = NTo – NToyoxA由于把 l／ min的水循環(huán)通過夾套 ， 因而可得到大于 ／ (m2 S K)的水膜傳熱系數(shù)和恒定的管壁溫度 。第六章 固定床反應(yīng)器的工藝設(shè)計 一般的設(shè)計過程 反應(yīng)速率方程 , R = ηrv = ηAexp(E/RT)CaαCbβ (61) 式中 , R—表觀反應(yīng)速率 ， kmo1／ (s m3) rv一本征反應(yīng)速率 kmo1／ (s m3) η一相內(nèi)效率因子 ， 無因次 C—反應(yīng)物或產(chǎn)物的克分子濃度： kmol/m3 A—頻率因子 E—活化能 ， kJ／ kmoI； R—?dú)怏w常數(shù)＝ ／ (kmol． K) T—絕對溫度， K 有時反應(yīng)速率方程用分壓而不是用濃度表示 : rvp = A exp (E/RT)PaαPbβ 式中 ， P是反應(yīng)物或產(chǎn)物的分壓 ， bar rv和 rvp之間的關(guān)系是 : rvp = rv (RT)α+β 式中 R = m3 bar/(kmol K) 設(shè)計方程 dV = Acdz 進(jìn)入的克分子數(shù)＝出來的克分子數(shù) 十 積聚的克分子數(shù) 十 通過反應(yīng)損耗的克分子數(shù) 在穩(wěn)態(tài)操作時 ， 反應(yīng)器中沒有物料積聚 ， 或沒有物料從反應(yīng)器中放出 , Fyo = Fyo(1dx) + rvdV (66) 整理得 : Fyodx = rvdV (67) 將 (64)代入 (67)得 : Fyodx = rvAcdz (68) 壓降方程 開始可計算出 ?P／ z值，而后在每一步進(jìn)行適當(dāng)?shù)膲毫πＵ?。在此反?yīng)器內(nèi) ， 9—79℃ 范圍內(nèi)的各種恒定溫度下進(jìn)行的許多試驗證明 ， 對氫氣來說 ， 式 (69)表示的反應(yīng)是一級的 。((a+bpq)/(a+b)) 因此，如果放熱反應(yīng)是在絕熱固定床反應(yīng)器中進(jìn)行，則氣流的溫度將沿著入口到出口的方向增加。 ? ? 不應(yīng)有徑向擴(kuò)散 。 ? 方法 1 (1)把催化劑體積分成兩個或兩個以上的床層，以便使每一床層都達(dá)到 t最大 ； (2)用間接換熱器冷卻兩相鄰床層之間的氣體反應(yīng)物使其回到第一床層入口溫度 to ? 方法 2 如果所用間接換熱器反應(yīng)溫度太高的話，則可采用第二個方法，把一種冷的反應(yīng)物噴入兩相鄰床層之間的反應(yīng)物流中，把反應(yīng)物冷卻到 To．由于補(bǔ)充了一種被消耗的反應(yīng)物，這種直接冷卻或急冷方法又有使反應(yīng)朝著所要求的方向進(jìn)行的優(yōu)點(diǎn)。 第四個方法派生出來的一個方法是 加入一種惰性液體，它在反應(yīng)器的通常壓力下，其沸點(diǎn)接近反應(yīng)溫度，反應(yīng)放出的熱使惰性液體蒸發(fā) ，這樣，其所吸收的大量熱量就滿足了潛熱的需要。 A—頻率因子； E—活化能 148114kJ／ kmo1； ?H— 49974kJ／ kmo1轉(zhuǎn)化的甲苯； θ—停留時間， s。 十急冷量 ) 氫： y3＝ (Fyo(5一 x)+ )／ (+急冷量 )=yB 甲烷： y4=(Fyo(5／ 9+x)+ )／ (+急冷量 ) 濃度項可寫成： C = N/V = Np/(NRG*T) = p/(RG*T) 因為 : p = Py 所以： C = yP/(RG*T) CA = PFyo(1x)／ (RG*T(+ 急冷量 )) CB = P(Fyo(5x)+ )／ (RG*T (+急冷量 )) 若把這些 CA和 CB項代入式 (632)，則： rv = dCA/dθ = = Aexp(E/RGT) (P／ (RG*T(+ 急冷量 ))) Fyo(1x) (Fyo(5x)+ ) 將上式與 （ 68） 合并： dx/dz = AcAexp(E/RGT)(P/RG*T(+急冷量 ))(1x) (Fyo(5x)+量 ) 現(xiàn)在計算每一床層 (除最后床層外 )末端處的急冷量 : 急冷量 = ∑miCpi(TTo)/(Cpi急冷 ()) Cpi 急冷 = + = kJ/Kmol K 利用 Ergun方程計算壓降 : 在 Ergun方程中 ， G為質(zhì)量流率 ． 其單位為 kg／ (s m2) 以空塔為基礎(chǔ)的空塔流速 um的方程為 : 若催化劑的形狀是直徑和高度相等的圓柱體，令 rp＝顆粒半徑，則， 若給定 2rp＝ 3mm，則 dp＝ m。 圖 68 有連續(xù)槽孔和整體支撐梁的支撐柵格 圖 69 典型惰性填料支撐的單一床層絕熱反應(yīng)器 為防止入口氣體吹動催化劑顆粒 , 在支撐層頂部的 惰性填料顆粒 ,對高流速氣體來說至少應(yīng)為 1英寸 。 把比催化劑丸片大一兩號的約 4—6英寸的氧化鋁或陶瓷球 、 丸片或顆粒放在支承的柵板上 。 代替支承板，反應(yīng)器的底部可以填充惰性球、圓
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1