Тжірибелік саба №14. Бензолды гидрлеу процесін материалды есептеу. Есептеу жйелілігі.

Тапсырма:

1. Реакторларды математикалы лгісі бойынша есептеу дісіне реакциялы жйе кйіні (гетерогенді, гетерофазалы) сері.

 

дістемелік нсаулытар:

Гетерогенді жйелер шін (сіресе гетерогенді-каталитикалы жйелерде) реактор тадау негізінен процесті кинетикасы, реакцияны жылу эффектісі жне жылуалмасу шарттарымен аныталады.

Диффузиялы жне жылулы кедергілер ескерілмесе, катализаторды траты абаты бар реакторларды есептеу гомогенді процестерде олданылан тедеумен жзеге асырылады. Біра бл жадайда реакция жылдамдыын абат клеміні бірлігіне емес, оны массасына [моль/(кг·сек)] есептейді жне есептеу барысында клем емес, каталитикалы абатты массасы алынады. Сйкес айта есептеуді толтырылан масса деп аталатын коэффициентті олдана отырып, орындайды.

 

(1)

мндаы m_к - катализатор массасы;

V_к – оны клемі;

r_к - толтырылан масса.

Катализаторды са блшекті абаты бар реакторларда ысымны бірден тмендеуі іші уыс аппараттара араанда жоарыра болады. ысымны бірден тмендеуі процесті жылдамдыына сер етеді, себебі, бу немесе газ фазасындаы заттарды концентрациясы жйедегі жалпы ысыммен байланысты:

 

P_i = C_i ZRT жне (2)

 

Катализатор абатындаы ысым шыынын мына тедеумен анытайды:

 

(3)

 

 

мндаы – катализаторды траты абатыны зегіндегі аынны шын мніндегі сызыты жылдамдыы;

d_экв – осы зектерді эквиваленттік диаметрі;

– кедергі коэффициенті.

Эквиваленттік диаметр абаты мен катализатор блшегіні меншікті бетіні (м²/м³) біртекті емес функциясы болып табылады:

(4)

 

з кезегінде:

 

(5)

 

мндаы Ф – блшек лгісіні факторы;

d_ч – клемі бойынша те блшек шарыны диаметрі.

 

2-тедеуді есептеу шін емес, жалан сызыты жылдамды ^* олданылады. Оларды байланысы абатты біртекті еместігімен жзеге асырылады:

 

(5)

 

Гетерофазалы процестерді ерекшелігі: ондаы реагенттер р трлі фазада болады, сондытан оларды біреуіні клемінде жзеге асатын химиялы реакция фазалар арасындаы зат жне энергия алмасумен бірге жреді.

Негізгі заттар бойынша материалды балансты ттас (детте сйы фаза) жне дисперсті (детте газ фазасы) екі фаза шін райды. Мнайхимиялы синтез технологиясында олданылатын гетерофазалы процестерде химиялы реакцияны ттас фаза клемінде жзеге асуы тн.

Газ-сйы жйесіні маызды сипаттамалары біртексіздік (немесе газбен аныу) пен фазааралы меншікті бет болып табылады:

 

(6)

 

мндаы V_г, V – сйкесінше газ фазасыны клемі жне газ бен сйы фазаларды жалпы клемі, яни, газ-сйы абатыны клемі.

(7)

мндаы d_п – газ кпіршіктеріні орташа диаметрі.

 

Фазааралы бет ру дісін ескере отырып, гетерофазалы реакторларды мынадай негізгі топтара блуге болады:

a) газды сйы абатына барботер арылы енгізгенде фаза серлесу беті тзілетін барботажды реакторлар;

b) аппарата енгізілетін газ сйыта р трлі араластырыш рылылармен диспергирленетін газды механикалы диспергирлеу реакторлары.

 

Негізгі дебиет 4 [89-122]

осымша дебиет 6[115-139]

Баылау сратары:

1. Мнайхимиялы синтезді андай процестерінде гетерогенді-каталитикалы реакциялар іске асырылады?

2. Гетерогенді процестер шін реакторларды конструкциялы лгілері.

3. Изотермиялы процестерді андай реакторларда жргізеді?

4. Катализаторды траты абаты бар реакторларды есептеулер алай жргізіледі?

5. Гетерофазалы жйелерді материалды балансы алай жасалады?