Технологические параметры химико-технологических
процессов.
1. Время пребывания исходных веществ в реакционной зоне
В аппаратах периодического действия время пребывания |
Для каталитических процессов рассчитывают время |
||||||
реагентов - это интервал времени между загрузкой и |
соприкосновения исходных веществ с катализатором. |
||||||
выгрузкой аппарата. В аппаратах непрерывного действия |
Его называют временем контактирования. Время |
||||||
время пребывания исходных веществ в реакционной зоне |
контактирования находят из отношения свободного |
||||||
определяют следующим образом: выход целевого продукта |
объема катализатора Vсв к расходу исходных веществ |
||||||
и интенсивность работы аппарата влияют не только |
Vt,p, проходящих через катализатор при условиях |
||||||
температура. |
|
|
|||||
|
|
|
процесса. |
||||
|
V |
|
V- реакционный объем, м3, |
||||
|
|
|
Vсв |
||||
|
|
V - расход исходных веществ, поступающих в |
|
||||
Vt , p |
|
t,p |
|
|
|
|
|
|
реакционный аппарат при температуре и |
V |
|
||||
|
|
|
давлении в аппарате, м3/с. |
|
t , p |
||
|
|
|
|
|
|
||
Свободный объем катализатора - это объем пустот между зернами и в сетках катализатора. Свободный объем Vсв рассчитывают как
произведение объема катализатора Vk на долю свободного объема :
Если катализатор выполняется в виде сетки, его свободный объем
рассчитывают по формуле: V |
3 m S d |
св |
|
- доля свободного объема катализатора, 3 - числовой коэффициент, |
|
m - число сеток, |
учитывающий увеличение толщины |
S - рабочая площадь сетки, м2, |
сетки при переплетении нитей: |
d - диаметр нити сетки, м, |
1 1,57 d n |
d- диаметр нити сетки, см; n- число плетений сетки на 1 см2
Долю свободного объема катализатора называют также
порозностью. При расчете времени контактирования во взвешенном слое катализатора свободный объем находят как разность между объемом, занимаемым катализатором во взвешенном состоянии, Vвзв, и
объемом твердых частиц катализатора Vk(1- ):
Vсв Vвзв Vk ( 1 )
2. Объемная скорость
Объемная скорость W - это объем исходных веществ, поступающих в реакционный аппарат в единицу времени в фазовом состоянии, соответствующем условиям проведения процесса (для газофазных процессов – в газообразном состоянии), отнесенный к единице реакционного объема.
Для нахождения объемной скорости расход исходных веществ берут как при условиях проведения процесса (температуре и давлении в реакторе), так и при нормальных условиях (условная объемная скорость):
(м3/м3∙ч=ч-1) |
|
|
V |
или |
|
Vн . у . |
где V- объем реактора |
|||||||||
Wt , p |
|
t , p |
|
Wн. у . |
|
|||||||||||
|
|
V |
||||||||||||||
V |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Объемная скорость и время пребывания |
|
В каталитических процессах вместо |
||||||||||||||
исходных веществ в реакционной зоне |
|
реакционного объема в расчете объемной |
||||||||||||||
связаны соотношением: |
скорости используют объем катализатора Vk: |
|||||||||||||||
W |
|
|
1 |
|
|
|
|
Vt , p |
|
|
Vt , p |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
Wt , p |
|
или с учетом |
Wt , p |
|
|
|
|||
t , p |
|
|
|
|
|
V |
Vt , p |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
k |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
– доля свободного объема катализатора,
Аналогично рассчитывают условную τ –время контактирования объемную скорость:
Wн . у . VVн . у . k
12