Проектирование установки гидроочистки гача применительно к предприятию ООО "Лукойл-ВНП"
Дипломная работа - Химия
Другие дипломы по предмету Химия
nbsp;
Характерным для последовательных реакций является сильное влияние на селективность степени конверсии. Для РПС
Отсюда видно, что при хА=0 селективность Фв=1, а при хА=1, ФВ=0 во всех других промежуточных случаях связь селективности и степени конверсии будет функцией k2/k1.
В данном случае k2<<k1 то можно работать на высоких степенях конверсии. При этом увеличение степени конверсии не так сильно изменяет селективность.
Степень конверсии при участии второго реагента регулируют мольным соотношением вступившего в реакцию Y ко всему взятому реагенту А, т.е. селективность зависит от величины ?у избытка второго реагента. Для случая k2<<k1 допустимо, высокая величина ?Y для обеспечения высокой селективности процесса.
Проанализируем влияние на селективность типа реактора.
При одинаковых порядках интегральная селективность будет равна
На малых степенях конверсии различие между РИВ и РПС по селективности невелико. И выбор реактора в данном случае осуществляется не по соображениям селективности. При высоких степенях конверсии различие между РПС и РИВ велико, при этом различие связано с соотношением констант скоростей (k2/k1).
При степенях конверсии близких к 1 при небольших соотношениях констант скоростей отношение селективностей стремится к 0, т.е. в этом случае выбор реактора также мало влияет на селективность. Для больших величин соотношение скоростей селективность мало зависит от типа реактора.
Для указанной схемы реакций сравним эффективность некоторых типовых реакторных схем:
Последовательные реакции 2 порядка, конечная степень конверсии хА=0,57
В случае каскада: степень конверсии после первого реактора хА,1=0,25 и после второго ХА,2=0,57
Соотношение k2/k1=0,01
Тогда для единичного РИВ:
Для единичного РПС:
Таким образом, видно, что при прочих равных условиях К-РПС занимает промежуточное положение между РИВ (наиболее селективный) и РПС (малосективный).
Для последовательности вытеснение-смешение:
Таким образом, последовательность реакторов смешение-вытеснение
при падающей кривой селективности дает наиболее высокую селективность
процесса, чем вытеснение-смешение, причем при повышении степени
конверсии различие будет значительнее.
Кроме типа реакторов на селективность сложных реакций влияет способ введения реагентов или направление их потоков.
В периодических условиях оба реагента следует загружать в реактор сразу, а для непрерывных - применять реактор идеального вытеснения или К-РПС, это справедливо для последовательных реакций.
Проанализируем влияние температуры на селективность сложных реакций обусловлено изменением соотношения констант скорости:
которое вызвано изменением энергии активации отдельных стадий. Для системы состоящей из 2-х необратимых последовательных реакций, направление благоприятного для роста селективности изменения температуры установить легко: если целевая реакция имеет более высокую энергию
активации, надо повышать температуру, а в противоположном случае- снижать. Это дает одинаковый эффект уменьшения соотношения ki/k1 и увеличение селективности.
При гидроочистке на ГП катализаторе энергия активации гидрогенолиза сернистых соединений составляет 16 кДж/моль. Теплоты гидрирования связей C-S и С-С близки между собой. Поэтому чем в более мягких условиях протекает процесс гидроочистки, тем меньше удельный вес реакций гидрокрекинга углеводородной части сырья, т.е. выше селективность процесса.
Проанализируем влияние параметров процесса на удельную производительность реакторов.
Для необратимых реакций, описываемых кинетическими уравнениями простого типа удельная производительность реакторов равна:
Для нашей реакции A+Y>B+Z упрощенное кинетическое уравнение можно записатьтогда Тогда при прочих равных условиях удельная производительность прямо пропорциональна парциальному давлению второго реагента и с его повышением увеличивается удельная производительность.
Еще один из способов воздействия на удельную производительность реакторов состоит в применении избытка одного из реагентов, если они оба влияют на скорость реакции. Рассмотрим влияние ?Y на GB,РПС
Находим производную и приравниваем ее к нулю:
Таким образом, максимум удельной производительности достигается при тем большем избытке второго реагента, чем выше степень конверсии хА.
Сравним удельные производительности при ?Y=1, ?max, ?=6,
k=0,16моль/ч*атм2, р=45 атм
Видно, что наибольшую удельную производительность обеспечивает оптимальное значение ?Y.
Большое влияние на удельную производительность реакторов оказывает степень конверсии, Так для простой необратимой реакции с кинетическим уравнением r=k*PAnA. Для РПС с повышением степени конверсии удельная производительность падает, а при хА> 1 она стремится к нулю. Для РИВ ее снижение выражено не так сильно, вследствие чего РИВ предпочтительны для процессов, где особенно желательна высокая степень конверсии сырья.
Наконец, удельная производительность реакторов сильно зависит от температуры. Для необратимых реакций характерно, что константы скорости, а тем самым и производительность реакторов растут с повышением температуры.
Рассматриваемая реакция фактически необратима при обы
Copyright © 2008-2014 studsell.com рубрикатор по предметам рубрикатор по типам работ пользовательское соглашение