Главная  Показатели химического производства 

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

, к^с. 44800 / 1 1 \ о^., (Щ = -8ж(-Ш-7-53-)°-

Откуда /753 = 1,7 с . Рассчитываем значение модуля ф:

Ф = 0,3-\l,7/0,6 = 0,5059.

Определяем значение степени использования внутренней поверхности катализатора при температуре 753 К:

Находим наблюдаемую скорость процесса при температуре 753 К: 1К„(0 = лА:Сдо = 0,9273-1,7-0,035 = 0,059 моль/(л-с).

Вывод. При увеличении температуры процесса на 20 фад степень использования внутренней поверхности катализатора уменьшается, а наблюдаемая скорость процесса возрастает

Пример 2.5-2. Определить изменение степени использования внутренней поверхности пористого катализатора и наблюдаемой скорости превращения при проведении реакции типа А R, если сферический пористый катализатор диаметром 12 мм заменить пластинчатым катализатором с толщиной пластинки 2 мм. Коэффициент диффузии компонента А в катализаторе равен 0,4 cmVc Реакцию проводят при температуре 745 К, а константа скорости, с , реакции описывается уравнением /: = 3,2-10 ехр(-8600/7). Концентрация компонента А в исходном потоке (реакционной среде) остается постоянной и равной 0,025 моль/л.

Решение. Определяем константу скорости при температуре 745 К: к= 3,2-105ехр(-8600/745) = 3,1 с .

Рассчитываем приведенный радиус для сферического катализатора;

J:J4M3R2mm. S 4яЛ2 3 3

Находим константу скорости при температуре 753 К:



для пластинчатого катализатора

Ф = Л^р = 0,1 ЗД70,4 = 0,2783.

Рассчитываем изменение степени использования внутренней поверхности катализатора:

Ьфсф/Фссь 0,5055/0,5567

Степень использования внутренней поверхности пластинчатого катализатора больше, чем сферического при заданных размерах.

Определяем наблюдаемую скорость процесса на сферическом катализаторе:

IViQ = цкС^ = 0,908-3,1-0,025 = 0,07 мольДл-с).

Находим наблюдаемую скорость процесса на пластинчатом катализаторе

W(Q = цкС^ = 0,9749-3,1-0,025 = 0,0755 мольДл-с).

Наблюдаемая скорость процесса на пластинчатом катализаторе выше, чем на сферическом.

Пример 2.5-3. Определить, как изменятся степень использования внутренней поверхности пористого катализатора и наблюдаемая скорость превращения при проведении реакции типа А R на пластинчатом пористом катализаторе с толщиной пластинки 4 мм, если взять катализатор сферический диаметром 5 мм. Коэффициент диффузии компонента А в катализаторе не зависит от формы и равен 0,07 см/с. Реакцию проводят при температуре 433 К, а при температуре 480 К константа скорости реакции равна 1,82 с~. Энергия активации данной реакции составляет 44 800 Дж/моль. Концентрация компонента А в исходном потоке (реакционной среде) остается постоянной и равной 0,015 моль/л.

Решение. Определяем константу скорости при температуре 433 К согласно уравнению Аррениуса, те. запишем два уравнения Аррениуса для различных температур:

Находим модуль ф:

для сферического катализатора

ц> = Н^Щ. = 0,213,1/0,4 = 0,5567;



Фпр = h = 0,538/0,07 = 0,557;

Л^ = 1Ьф/ф = 0,52/0,557 = 0,934;

Фсф = /Vэф = 0083\ 0,538/0,07 = 0,23;

Леф = Лф/ф = 0,226/0,23 = 0,983.

Рассчитываем изменение степени использования внутренней поверхности зерен катализатора:

Лсф/Лпл = 0983/0,934= 1,05.

Степень использования внутренней поверхности сферической формы катализатора приведена выше.

Находим изменение наблюдаемой скорости превращения компонента А на катализаторах различной формы:

П.сф СдЛсф Лсф 0,983

Наблюдаемая скорость возрастет и приблизится к скорости процесса, протекающего в кинетическом режиме.

2.5.3. Zamivi

2.5-1. Рассчитать и построить зависимость степени использования внутренней поверхности пористого катализатора от модуля Зельдовича-Тилле.

1,82 = А:оехр[-44 800/(8,314-480)]; А:4зз = А: ехр[-44 800/(8,314-433)].

Решая эти два уравнения, находим константу скорости реакции при температуре 433 К: 433 = 0,538 с .

Находим приведенный радиус для сферической частицы катализатора:

V (4/3)лЛЗ 1 1

Определяем значения модуля Зельдовича-Тилле и степень использования внутренней поверхности зерен катализатора различной формы:



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

© ООО "Карат-Авто", 2001 – 2018
Разработчик – Евгений Андрианов