Улучшение качества всесезонного масла
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
?а
4.5.1.3 Влияние степени конверсии сырья
Используя ранее выведенное уравнение удельной производительности график зависимости GH2S,РИВ = f(XT) при Pобщ = 50 атм и температуре 251 єС изображен на рис. 4.8.
Рис. 4.8. Зависимость удельной производительности РИВ от степени конверсии тиофена
Из графика видно, что при увеличении степени конверсии удельная производительность РИВ уменьшается.
4.5.1.4 Влияние температуры
Используя данные табл. 4.1 проанализируем как повышение температуры влияет на удельную производительность в РИВ. Из таблицы видно, что с повышением температуры константа скорости реакции увеличивается. Найдем решение интеграла для РИВ, при котором изменяющимся параметром будет константа скорости, а все остальные параметры будут неизменными. Тогда при:
1)Т = 235 єС, k1 = 1,510-5 моль/(гатм2с) GH2S,РИВ1 = 1,53210-6 г/(лс);
2)Т = 251 єС, k2 = 1,610-5 моль/(гатм2с) GH2S,РИВ2 = 4,38910-6 г/(лс);
)Т = 265 єС, k3 = 1,810-5 моль/(гатм2с) GH2S,РИВ2 = 6,32210-6 г/(лс).
Как видно, с увеличением температуры в указанных пределах константа скорости гидрирования тиофена увеличивается и удельная производительность РИВ возрастает.
4.5.2 Влияние различных параметров на селективность процесса гидроочистки
Для оптимального осуществления сложных реакций в важнейшее значение приобретает их селективность по целевому продукту - она определяет расход сырья, а следовательно, и экономичность производства. Это не означает, что в данном случае вообще не играет роль удельная производительность реактора, она лишь отступает на второй план по сравнению с простыми реакциями.
При кинетическом исследовании процесса получают дифференциальные уравнения скорости каждой из простых реакций, на основе которых легко составить уравнение дифференциальной селективности по целевому продукту. Для расчета результатов процесса эти уравнения необходимо решить применительно к данному типу реактора.
Если при параллельных, последовательных или более сложных системах реакций их вторые реагенты различны или имеются не на всех стадиях, уравнения селективности усложняются, и общим методом решения становится первоначальное нахождение концентраций веществ с последующим определением селективности процесса.
4.5.2.1 Влияние начальной концентрации реагентов и избытка одного из реагентов
Реакция гидрирования тиофена в первом приближении относится к следующей типичной схеме превращений:
Интегральная селективность для РИВ по продукту B в данном случае будет равна:
Из уравнения видно, что селективность не зависит от начальной концентрации или избытка одного из реагентов, а это означает, что при любых концентрациях исходных веществ селективность реакции по продукту В будет постоянной и зависящей только от степени конверсии реагента А.
4.5.2.2 Влияние степени конверсии сырья
При k2/k1 = 12,210-8/1,610-5 = 7.62510-3 (при 251 єС) график зависимости ФB,РИВ = f(XA) приведен на рис. 4.9.
Из графика видно, что при столь малом соотношении констант скоростей стадий гидрогенолиза тиофена интегральная селективность РИВ по продукту B изменяется в более узком интервале: при увеличении степени конверсии реагента А (в данном случае тиофена) селективность по продукту B (по сероводороду или дивинилу) уменьшается.
Рис. 4.9. Зависимость селективности реакции от степени конверсии
4.5.2.3 Влияние на селективность типа реактора и способа введения реагентов
Сравним селективность для реактора полного смешения (РПС) и реактора идеального вытеснения (РИВ). Соотношение ФВ,РПС/ФВ,РИВ равно:
При температуре 251 єС k2/k1 = 12,210-8/1,610-5 = 7.62510-3 график зависимости ФВ,РПС/ФВ,РИВ = f(XА) приведен на рис. 4.10.
Рис. 4.10. Сравнительная эффективность реакторов полного смешения и идеального вытеснения по их селективности при разных степенях конверсии
Из графика видно, что при небольшой степени конверсии различие между реакторами РПС и РИВ не так велико, однако при XА > 1 ФВ,РПС/ФВ,РИВ стремится к нулю. Это означает, что при падающей кривой в окрестности XА > 1 селективность реактора полного смешения будет уменьшаться более быстро, чем селективность РИВ. Отсюда следует, что наибольшая селективность может быть достигнута при использовании реактора идеального вытеснения. Реактор полного смешения не подходит еще и потому, что процесс протекает в газо-жидкостной фазе.
Кроме типа реактора на распределение концентраций по объему аппаратов, а следовательно и на селективность сложных реакций влияет способ введения реагентов или направление потоков. Поскольку для данной схемы превращений наиболее оптимальным для селективности будет использование реактора идеального вытеснения, то ввод реагентов в РИВ должен идти прямотоком по схеме, указанной на рис. 4.11.
Рис. 4.11. Способ введения реагентов в реактор идеального вытеснения
4.5.2.4 Влияние на селективность температуры реакции
Для анализа влияния температуры на селективность реакции воспользуемся данными таблицы 4.1. Рассчитаем селективность реакции по продукту B в РИВ до степени конверсии ХА = 0,9 при различных константах k1 и k2 которые возрастают с повышением температуры реакции. .
1)При Т = 235 єС: k1 = 1,510-5 моль/(гатм2с), k2 = 3,010-8 моль/(гатмс), тогда ФВ,РИВ = 0,997;
)При Т = 251 єС: k1 = 1,610-5 моль/(гатм2с