- 1
- 2
- 3
- . . .
- последняя »
Міністерство освіти і науки України
Одеський національний політехнічний університет
Хіміко-технологічний факультет
Кафедра органічних та фармацевтичних технологій Лабораторна робота
Моделювання процесу окислення метанолу в формальдегід в реакторі з адіабатичними шарами каталізатора Студентки групи ХФ-122
Авраменко В.Г.
Викладач: Брем В.В. Одеса 2015
Мета роботи:
• провести розрахунки полів концентрацій компонентів і температури в адіабатичних шарах каталізатора реактора для окислення метанолу в формальдегід, користуючись прикладними програмами;
• аналізуючи отримані результати, визначити технологічні параметри шарів каталізатора.
Загальні відомості
У адіабатичному реакторі каталізатор розташований на декількох полицях, між якими знаходяться міжшарові теплообмінники, призначені для відведення тепла для екзотермічних процесів за допомогою зовнішнього теплоносія. Початкова газова суміш поступає на полицю з адіабатичним шаром каталізатора, де хімічний процес проходить без теплообміну з навколишнім середовищем. На виході з шару температура не повинна перевищувати максимально допустиму за умовами термостійкості для даного каталізатора. Схема такого реактора приведена на рис. 4.1а.
Розрахунок реактора з адіабатичними шарами каталізатора проводимо на прикладі процесу окислення метанолу в формальдегід на окисному залізо-молібденовому каталізаторі. У даному процесі протікають дві послідовні, практично безповоротні реакції:
каталізатор формальдегід окислення метанол
СН3ОН + 1/2 О2 = НСНО + Н2О + (-∆H1) (4.1)
НCHO + 1/2O2 = CO + H2O + (-∆H2) (4.2) Енергія активації першої реакції (4.1) помітно більше, ніж другий (побічної). Для цього випадку теоретично оптимальним режимом є ізотермічний режим при максимально допустимій температурі. Для даного каталізатора температурний діапазон роботи 220 - 365°С.
На рис. 4.1б приведена характерна залежність зміни температури по шарам каталізатора.
При розрахунку параметрів каталітичних шарів адіабатичного реактора повинна застосовуватися відповідна математична модель процесу.
Для розрахунку стаціонарних режимів в адіабатичному шарі каталізатора використовується модель ідеального витіснення.
Рис. 4.1. Моделювання процесу окислення метанолу в формальдегід в реакторі з адіабатичними шарами каталізатора:
а - схема реактора,
б - залежність зміни температури по шарам каталізатора Для процесу окислення метанолу і формальдегіду, в якому протікають дві послідовні безповоротні реакції, система рівнянь має вигляд: (4.3)
(4.4)
(4.5)
(4.6)
(4.7)
(4.8)
(4.9)
Граничні умови:
ℓ=0; Cм=Смвх; Сф=Сфвх; Св=Сввх; Ск=Сквх; Т=Твх. (4.10)
Початкові умови:
=0: Cм= Cм(ℓ); Cф= Cф(ℓ); Cв= Cв(ℓ); Cк= Cк(ℓ); T=T(ℓ), (4.11)
де W1, W2 - швидкості основної і побічної реакцій на зерні каталізатора, моль/(м3с); См, Сф, Св, Ск - концентрація метанолу, формальдегіду, води, кисню, відповідно, моль/м3; Т - температура газу, К; ω - лінійна швидкість реакційної суміші, м/с; ℓ - поточна координата шару каталізатора в трубці, м; Cp - середня теплоємність реакційної суміші, кДж/( кг∙К); ρ - середня густина реакційної суміші, кг/м3; qi - теплові ефекти реакцій, кДж/моль; К1, К2, К3, а1, а2, а3, в1,в2, в3, в4, в5, α - параметри, що залежать від розміру зерна
- 1
- 2
- 3
- . . .
- последняя »
Похожие работы
Тема: Отримання формальдегіду методом окислювального дегідрування метанолу |
Предмет/Тип: Другое (Диплом) |
Тема: Розрахунок та проектування спірального теплообмінника для охолодження метанолу |
Предмет/Тип: Химия (Курсовая работа (т)) |
Тема: Моделювання та оптимізація адіабатичного реактору виробництва формальдегіду з метанолу |
Предмет/Тип: Химия (Курсовая работа (т)) |
Тема: Процес адсорбції. Поглинання парів метанолу нерухомим шаром активованого вугілля |
Предмет/Тип: Другое (Курсовая работа (т)) |
Тема: Солевой реактор |
Предмет/Тип: Биология (Реферат) |
Интересная статья: Быстрое написание курсовой работы