Создан заказ №3231012
10 октября 2018
Вариант 25 1 Как организован процесс а) в псевдоожиженном слое катализатора
Как заказчик описал требования к работе:
Задание: сделать решение задач по процессам и аппаратам за 2 дня, красиво оформить. Сколько стоит решение задач пишите точно.
Фрагмент выполненной работы:
Вариант 25
1. Как организован процесс:
а) в псевдоожиженном слое катализатора;
б) процесс в восходящем слое катализатора? Укажите их преимущества и недостатки.
В реакторах с псевдоожиженным слоем катализатора катализатор применяется в виде частиц размером от 6 до 0,01 мм (пылевидный). При определенном гидродинамическом режиме частицы переходят во взвешенное состояние, образуя с газом систему (псевдоожиженную), способную перемещаться подобно жидкости (рис. (работа была выполнена специалистами author24.ru) 1). Применение пылевидного (высокодисперсного) катализатора положительно сказывается на протекании химических превращений.
Продольное перемещение реакционной смеси в псевдоожиженном слое приводит к снижению скорости реакции, за счет уменьшения средней движущей силы процесса и вследствие проскока части газового потока. Наиболее радикальной мерой является процесс контактирования в нескольких последовательно расположенных слоях катализатора.
Рис. 1 - Реактор с псевдоожиженным слоем катализатора: 1 – корпус; 2 – кольцевая отпорная секция; 3 – распределительная решетка; 4 – входной трубопровод; 5 – трубопровод отработанного катализатора; 6 – циклонный сепаратор
Реакционные газы проходят через циклонный сепаратор и выводятся из аппарата. Пыль в результате концентрирования оседает вблизи стенок реактора, попадая в кольцевую секцию между стенками аппарата и кольцевой опорной секции 2. В нижней части аппарата происходит удаление водяным паром адсорбированных катализатором исходных и конечных продуктов.
В реакторах с псевдоожиженным (кипящим) слоем катализатора катализ, тепло- и массообмен осуществляют при идеальном перемешивании реактантов с катализатором в режиме, характерном для безградиентных реакторов (то есть дифференциального типа). Как наиболее значимые достоинства реакторов этого типа следует отметить:
высокую их удельную производительность;
легкость транспортирования микросферического катализатора и регулирования технологического режима;
осуществление каталитического процесса в области, близкой к чисто кинетической;
отсутствие байпасных участков и градиента температуры в кипящем слое и некоторые другие.
Из недостатков реакторов с кипящим слоем можно указать следующие:
неравномерность времени пребывания сырья в зоне реакции, в результате некоторая часть сырья подвергается различной степени превращения;
среднее фиктивное время контакта недостаточно малое (3-15 мин), чтобы обеспечить максимально высокую селективность крекинга.
Если скорость газового потока будет такой, что твердые частицы будут захватываться им (скорость потока больше скорости уноса), реализуется процесс в восходящем потоке катализатора. Такая организация процесса эффективна для быстрых реакций, так как время прохождения реакционной смеси в длинном узком реакторе небольшое. Теплота реакции расходуется не только на нагрев (охлаждение) реакционной смеси, но и на нагрев (охлаждение) летящего с ней твердого катализатора, тепловая емкость которого в 300-600 раз больше газа. Процесс протекает почти изотермически. Отделив катализатор в циклоне, катализатор можно нагреть или охладить в отдельном аппарате и вернуть в реактор. Такая организация процесса оказалась очень эффективна в гидрокрекинге на новых цеолитных катализаторах. Поэтому, более совершенными (по сравнению с реакторами с псевдооженным слоем катализатора) являются реакторы с восходящим потоком катализаторной смеси (лифт-реактор). По газодинамическим характеристикам этот реактор приближается к реакторам идеального вытеснения (то есть интегрального типа). При этом время контакта сырья с катализатором благодаря высокой активности снижается в лифт-реакторе примерно на два порядка (до 2-6 с). Высокая термостабильность современных катализаторов (редкоземельных обменных форм цеолитов или бесцеолитных ультрастабильных и др.) позволяет проводить химические реакции при повышенных температурах и исключительно малом времени контакта, то есть осуществить высокоинтенсивное («скоростное») превращение.
2. Задача.
Процесс описывается реакцией второго порядка типа 2А→R с константой скорости 2,8∙10–2 м3/(кмоль∙с). Исходная концентрация вещества А в потоке равна 0,8 кмоль/м3. Требуемая степень превращения по веществу А составляет 0,85.
Определить часовую производительность по продукту R в реакторе вытеснения объемом 0,6 м3 и в реакторе смешения объемом 2 м3.
Решение:
Расчетное уравнение для определения времени протекания реакции второго порядка в РИС-н, необходимого для достижения заданной степени превращения вещества А, имеет следующий вид:
τРИС-н=хАk∙CA0n-1∙(1-xA)n,
где хА - степень превращения веществ А; хА=0,85;
k-константа скорости реакции, м3/(кмоль·с); k=2,8·10-2 л/(моль·с);
СА0 – начальная концентрация вещества А на входе в реактор, кмоль/л; СА0=0,8 кмоль/л;
n- порядок реакции; n=2.
τРИС-н=0,852,8∙10-2∙0,82-1∙(1-0,85)2=1686,508 с.
Объем смеси, который можно переработать в реакторе за расчетное время, определяем по формуле:
VсмРИС-н=VрРИС-нτРИС-н,
где VрРИС-н - объем реактора, м3; VрРИС-н=2 м3.
VсмРИС-н=21686,508=0,001186м3с=4,27 м3/ч.
В рассчитанном объеме смеси количество вещества А на входе в реактор составляет:
СА=VсмРИС-н·СА0=4,27·0,8=3,416 кмоль/ч.
Расчетное уравнение для определения времени протекания реакции второго порядка в РИВ, необходимого для достижения заданной степени превращения вещества А, имеет следующий вид:
τРИВ=СА01-nk∙(n-1)∙1-xA1-n-1=0,81-22,8∙10-2∙(2-1)∙1-0,851-2-1=252,976 с
Объем смеси, который можно переработать в реакторе за расчетное время, определяем...Посмотреть предложения по расчету стоимости
Заказчик
заплатил
заплатил
20 ₽
Заказчик не использовал рассрочку
Гарантия сервиса
Автор24
Автор24
20 дней
Заказчик принял работу без использования гарантии
11 октября 2018
Заказ завершен, заказчик получил финальный файл с работой
5
Вариант 25
1 Как организован процесс
а) в псевдоожиженном слое катализатора.jpg
2018-10-14 10:10
Последний отзыв студента о бирже Автор24
Общая оценка
5
Положительно
Отличный автор,всегда ответит и объяснит если что то не понятно))Моя личная оценка отлично!))Советую)
Хочешь такую же работу?
300 ₽
