Главная -> Словарь

Продольного перемешивания

При экспериментальном изучении процесса гидрооблагораживания остатков особое внимание уделяется проблеме выбора способа проведения экспериментов. Об этом свидетельствует большое число публикаций, связанных с выявлением основных факторов, влияющих на эффективность работы катализатора в реакторах малого масштаба. К этим факторам относятся массо- и теплоперенос в слое, режим течения жидкой и газовой фаз, радиальное и продольное перемешивание, высота слоя и размер гранул катализатора соотношением :

'Аппараты с продольным и поперечным перемешиванием. Учитывая только продольное перемешивание, невозможно оценить различие концентраций по сечению аппарата, которое

Вначале рассмотрим модель, учитывающую продольное перемешивание. Для элементарного объема реактора dV = Sdx в соответствии с соотношениями и записываем уравнения балансов по каждому из компонентов и общего теплового баланса. Учитывая, что величина w, входящая в соотношение , является алгебраической суммой скоростей отдельных стадий, получим следующие уравнения балансов: по нафтенам

Дальнейшее упрощение может быть получено, если продольное перемешивание и теплопроводность вдоль слоя не сказываются существенно на результатах процесса и Gc не меняется по длине аппарата. В этом случае DiL = К «=

Одкопараметрическая диффузионная модель представляет собой модель идеального вытеснения, осложненная обратным перемешиванием, следующим формальному закону диффузии. Дополнительным параметром, характеризующим эту модель, служит коэффициент турбулентной диффузии или коэффициент продольного перемешивания DL •

3) объемная скорость потока и коэффициент продольного перемешивания не изменяются по длине и сечению потока.

Величина коэффициента продольного перемешивания опр^деля-ется экспериментальным путём.

В конечном итоге получена медаль с распределенными пара метрами, описывающая структуру потоков в насадочной колонне с учетом продольного перемешивания.

При наличии только продольного перемешивания Б безразмерной форме для установившегося режима с учетом степени превращения компонента А можно записать

ВСГ с высокой кратностью по отношению к сырью. Поддержание высокой кратности подачи водорода вызывает изменение физических и гидродинамических параметров процесса, таких, как степень испарения сырья, линейной скорости движения потока, степень продольного перемешивания и пр. . Это соответственно отражается на эффективности процесса. Так, при изучении влияния кратности подачи водорода на показатели гидрообессеривания остатка нефти Хафджи в интервале 450—1800 м3/м3 при прочих одинаковых параметрах режима было установлено, что константа скорости реакции гидрообессеривания увеличивается относительно быстро при увеличении кратности до 600 м3/м3, но медленнее в интервале 600-1800 мэ/м3 . Из практики эксплуатации промышленных установок каталитического гидрооблагораживания известно, что для гидрообессеривания тяжелых вакуумных газойлей типичный интервал кратности подачи водорода находится в пределах 360-540 м3 /м3, для гидрообессеривания остатков 900-1000 м3/м3, для процессов гидрокрекинга 900-1800 мэ/м3. В целом выбор уровня кратности подачи водорода к сырью определяется необходимостью создания оптимальных гидродинамических условий протекания сырья в слое катализатора. Для тяжелых видов сырья, в которых концентрируются компоненты с низкой реакционной способностью, высокой вязкостью, в реакторах используют низкие линейные массовые скорости потока по жидкости. В связи с этим для создания условий эффективного массообмена" и эвакуации газообразных продуктов реакции вынуждены использовать более высокие кратности подачи водорода, чем в случае переработки легких видов сырья, полностью испаряющихся в условиях реактора.

• Представленная выше зависимость содержания кислорода в газах окисления от высоты барботажного слоя получена по результатам работы промышленных колонн с соотношением высоты барботажного слоя и диаметра в пределах примерно от 2 до 7. Изменение этого соотношения в указанных пределах не влияет на эффективность поглощения кислорода- воздуха барботажным слоем. .Однако не исключено, что дальнейшее увеличение отношения высоты колонны к диаметру может заметно улучшить использование кислорода воздуха, поскольку при этом ухудшаются условия для продольного перемешивания жидкой фазы; по принципу работы реактор начинает приближаться к противоточному, и газы с меньшим содержанием кислорода будут реагировать с менее окисленным, т. е. свежим сырьем. Здесь нужно отметить, что в лабораторном масштабе показано ускорение процесса окисления при увеличении _ отношения высоты к диаметру от 1 до 16, но результаты исследования не позволяют определить, за счет чего получен этот эффект: в результате увеличения отношения высоты к диаметру при неизменной высоте или только в результате увеличения высоты, которому при неизменном диаметре сопутствует увеличение отношения высоты к диаметру. Для решения задачи нужны дополнительные исследования, но полученные выводы будут представлять, вероятно, теоретический интерес,

4. Модель проточного аппарата с продольным перемешиванием. Принимает-•ся, что отклонение от потока идеального вытеснения вызывается встречным потоком, описываемым теми же соотношениями, что и диффузионный, но коэффициент диффузии D заменяется эффективной величиной — коэффициентом продольного перемешивания Dn.

^ — коэффициенты продольного перемешивания и теплопроводности; Гвн — температура

3. Определение параметра Пекле и коэффициента продольного перемешивания в экспериментах с импульсным вводом индикатора 111

Аппараты с продольным перемешиванием . Перемешивание в потоке может происходить даже в тех случаях, когда в аппарате нет специального перемешивающего устройства. Перемешивание может быть обусловлено встречными диффузионными потоками, различием скорости движения вещества в разных точках поперечного сечения конвекционного потока, появлением турбулентных «вихрей». Так как строгий теоретический расчет всех эффектов в отдельности довольно сложен, принимают, что отклонение от потока идеального вытеснения вызывается встречным потоком, описываемым теми же соотношениями, что и диффузионный, но величину D, заменяют эффективной величиной — коэффициентом продольного перемешивания Z)/?, . В этой модели учитывается и тепловой поток за счет теплопроводности. Расчет диффузионного и теплового потоков проводится по законам Фика и Фурье: