Главная -> Словарь

Поверхность массообмена

Особенно важное значение имеет скорость охлаждения раствора в период начала его кристаллизации. В этот период особенно требуется замедление охлаждения, чтобы образование зародышей было наименьшим. В последующей же стадии кристаллизации, когда уже образуется достаточно большая поверхность кристаллов, на которой дальнейшее выделение твердой фазы сможет идти с достаточной скоростью, тогда некоторое повышение скорости охлаждения может оказаться допустимым, поскольку оно не будет вызывать образования новых кристаллических зародышей и обусловливать измельчение кристаллической структуры.

ратуры, в результате чего поверхность кристаллов деформируется. Образовавшиеся участки смещенных слоев молекул кристалла твердых углеводородов, не блокированные в первый момент смолами, служат центрами кристаллизации, что приводит к образованию дендритных кристаллов .

ратуры, в результате чего поверхность кристаллов деформируется. Образовавшиеся участки смещенных слоев молекул кристалла твердых углеводородов, не блокированные в первый момент смолами, служат центрами кристаллизации, что приводит к образованию дендритных кристаллов .

В процессе синтеза цеолиты образуются в в-иде тонких кристаллических порошков, размеры кристаллов составляют несколько микрон. Удельная поверхность их порядка 1000 м2/г, внешняя поверхность кристаллов не превышает 10 м2/г. Катализаторы крекинга получают введением 5—20% масс, цеолита в качестве наполнителя в аморфный алюмосиликат , служащий матрицей. Хотя матрица аморфного алюмо9иликата обладает собственной активностью, крекинг ведется главным образом цеолитом, так как он значительно более активен. Скорость реакции на единицу массы цеолита на 2—3 порядка больше, чем аморфного алюмосиликата. Такие цеолитсодержащие катализаторы имеют ряд очень серьезных преимуществ перед аморфными алюмосиликатами. Они не только более активны, но и значительно селективнее по целевому продукту каталитического крекинга — бензину; выход газа, кокса и тяжелого газойля при использовании цеолитсодержа-щего катализатора ниже. Цеолитсодержащие катализаторы значительно активнее аморфных алюмосиликатов в реакции переноса водорода, в результате чего бензины содержат больше ароматических и изопарафиновых углеводородов и меньше — олефиновых. Эти катализаторы также более стойки к отравлению каталитическими ядами и более термостабильны. В результате этих преиму-.ществ они быстро вытесняют аморфные алюмосиликатные катализаторы из употребления.

При сорбции из бинарных жидких растворов на кристаллическом цеолите СаА, когда в силу геометрических размеров в кристаллы проникают молекулы лишь одного компонента, большую роль играет растворитель. Любой растворитель, адсорбиру-ясь на поверхности кристалла цеолита, является конкурентом основного компонента. В зависимости от природы растворителя и его концентрации доля поверхности, занятая компонентом, проникающим в полости цеолита, может значительно меняться, что приводит к изменению скорости адсорбции. При сорбции из растворов внешняя поверхность цеолита находится в равновесии с раствором, при этом часть поверхности занята молекулами сорбирующегося вещества, а другая часть — молекулами растворителя. Доля поверхности, занятая каждым из компонентов, определяется их адсорбционными свойствами. Так как внешняя поверхность кристаллов цеолита полярна, то активность растворителей должна увеличиваться с ростом их полярности и способности к специфическим взаимодействиям с поверхностными активными центрами.

Поскольку внешняя поверхность кристаллов цеолита неоднородна, участки, расположенные вблизи катионов, то есть окна, будут наиболее активны по отношению к молекулам, способным к специфической адсорбции. При этом дисперсионные взаимодействия на таких участках ослаблены. Поэтому с, ростом полярности и способности к специфическим взаимодействиям с поверхностными активными центрами увеличивается влияние химической природы растворителя на сорбцию углеводородов.

Кроме того, из опытов, проведенных с различными количественными соотношениями метанол : ксилол, можно сделать вывод, что скорость поглощения спирта практически не зависит от концентрации спирта. Хотя отчетливой зависимости между кривыми поглощения спирта и индукционным периодом не существует, все же представляется вполне возможным, что это поглощение благоприятствует протеканию реакции. Очевидно, оно активирует поверхность кристаллов мочевины, что оказывает решающее влияние на упоминавшееся выше образование центров инициирования реакции.

это поглощение и является причиной инциирования реакции. Однако причины, обусловливающие практически полное прекращение реакции по истечении определенного времени, до сих пор не выяснены. Очевидно, что кривые рис. 6, согласно которым прекращение поглощения практически совпадает с прекращением образования комплексов, позволяют предполагать, что реакция прекращается после того, как вся поверхность кристаллов мочевины окажется насыщенной молекулами спирта. Однако эта гипотеза не согласуется с теми указаниями, которые дают опыты по предварительному поглощению спирта, представленные на рис. 7.

где К — константа линейной скорости роста кристаллов, м4/; р — плотность кристаллов, кг/м3;5уд —удельная поверхность кристаллов, находящихся в 1 м3 псевдоожиженного слоя , м2/м3 ; Тр — время пребывания раствора в контакте с кристаллами, ч.

б) удар молекул С02 о поверхность кристаллов в местах расположения кетогрупп сопровождается разрушением молекул С02 с, отдачей в газовую фазу молекул СО и образованием новых кетогрупп

Кроме того, алфинные катализаторы обычно готовятся так, что они содержат хлористый натрий. Когда соль отсутствует, наблюдается низкая каталитическая активность. Когда хлористый натрий добавляется к смеси катализаторов, первоначально свободной от NaCl, активность повышается, и тем больше, чем мельче диспергирована соль. Это, конечно, снова указывает на негомогенную реакцию, в которой играет роль поверхность кристаллов соли. Мортон и Болтон , помимо хлористого натрия, проверили также действие других солей. Все галогениды щелочных металлов, за исключением фторида, хлорида и бромида лития и фторидов натрия и калия, пригодны в качестве компонентов катализатора. «Псевдогалогениды», как, например, цианистый натрий и роданистый натрий, также оказались активными.

Агрегатное состояние реагирующих и образующихся при реакции веществ является основным фактором, определяющим тип аппарата в целом. При синтезе присадок практически возможны следующие системы взаимодействия реагентов: газ — жидкость, жидкость — жидкость и жидкость — твердое вещество. Взаимодействие газа и жидкости протекает тем активнее, чем больше поверхность их соприкосновения и чем эффективнее газ распределяется в жидкости. Скорость поглощения газа жидкостью увеличивается также при повышении давления системы. Одним из методов создания максимальной поверхности контакта в периодических аппаратах является перемешивание, которое получило наиболее широкое распространение в процессах производства присадок. В системах жидкость — жидкость взаимодействие компонентов ускоряется в результате развития поверхности массообмена реагирующих жидкостей и увеличения скорости перемещения одной жидкости относительно другой. Наиболее развитая поверхность массообмена и теплообмена образуется при пленочном движении жидкости, поэтому создание пленочного движения жидкости следует рассматривать как важнейший путь интенсификации процесса. При взаимодействии несмешивающихся жидкостей или жидкостей и твердых веществ хорошее контактирование является также одним из важнейших факторов. Интенсивность контакта зависит от консистенции реагирующих веществ.

Для насадочных аппаратов поверхность массообмена можно выразить как произведение рабочего объема аппарата на поверхность контакта фаз в единице его объема fv , тогда уравнение можно записать в виде

При этом улучшается контакт и взаимодействие сырья с экстрактным раствором или фенолом, увеличивается поверхность массообмена и повышается эффективность массо-

цессе очистки диспергированная масляная фаза проходит через слой экстрактного раствора, при этом на поверхности капель концентрируются природные поверхностно-активные вещества - металле- и сероорганические соединения и смолы. Добавка вытесняет природные ПАВ из поверхностного слоя диспергированных капель масляной фазы, снижает поверхностное натяжение и образует адсорбционный слой с небольшой структурно-механической прочностью. При этом уменьшается средний размер капель сырья и увеличивается поверхность массообмена. Частицы при столкновении легко коалесцируют /сливаются/, таким образом обеспечивается многократное диспергирование и коалесценция масляной фазы. Снижается эмульгирование системы фенол-масло.

А — основной размер аппарата ;

ных устройств. Конструкция трубчатой печи лишена недостатков действующих печей на малогабаритных установках. Для обеспечения контакта паров и жидкости авторами рекомендуются современные тарелки, имеющие развитую поверхность массообмена и низкое гидравлическое сопротивление. При этом достигаются высокая четкость разделения компонентов и требуемое качество получаемых фракций. Технологическая схема, параметры режима установки и конструкция аппаратуры, а также подбор высокооктановых добавок и присадок с учетом синергизма их действия обеспечат производство автомобильных бензинов, дизельного топлива летнего и котельного топлива, отвечающих дейетвущим ГОСТ и ТУ. При переработке на установке 300 тыс. т нефти в год ориентировочно можно получить : автобензины А—76 — 15,0; Аи—92 — 30,3; дизельное топливо летнее — 111,9; котельное топливо — 145,5. При переработке конденсата производительность установки по сырью снизится, зато выработка светлых нефтепродуктов возрастет в 1,6— 2,3 раза.

натяжения в «жгут», что снижает эффективную поверхность массообмена.

Реальная поверхность массообмена в условиях интенсивного барботажного взаимодействия фаз не поддается точному измерению, поэтому для характеристики интенсивности процесса массообмена использовался объемный коэффициент массопередачи, равный количеству хлористого водорода, поглощенного в единицу времени единицей объема насадочного слоя Курись моль/.

Определим требуемую поверхность массообмена:

В аппарате с мешалкой поверхность массообмена практически

При наличии диффузного торможения внутренняя поверхность катализатора не используется полностью, особенно в начальных стадиях процесса, когда реакции протекают в основном на поверхности катализатора. Несмотря на то что при размельчении катализатора увеличивается и внешняя поверхность массообмена, наблюдаемое значительное углубление реакций, видимо, следует отнести за счет уменьшения внутридиффузного сопротивления. Однако чем меньше размер частиц, тем труднее отделить катализатор от продуктов реакции. Особенно большие трудности возникают при гидрокрекинге тяжелых видов сырья. В конечном итоге размер частиц катализатора должен определяться экономическими и технологическими соображениями.