Главная -> Словарь

Температурных характеристик

тов реакционной системы в силу принципа интегрального реактора. В большинстве случаев трудно выполнить и важное требование-режим идеального вытеснения из-за наличия концентрационных и температурных градиентов, особенно для реакций с большим тепловым эффектом . Кроме того, математическое описание окислительной регенерации закоксованных катализаторов в таком реакторе представляет собой систему дифференциальных уравнений в частных производных. Решение подобной системы с целью определения кинетических констант затруднительно и может приводить к неоднозначным результатам. Трудности использования описанного выше метода при исследовании регенерации вызвали поиски других возможностей. В ряде работ применяли системы с псевдоожиженным слоем катализатора. Однако при этом фактически реализуются некоторые режимы, промежуточные между идеальным вытеснением и смешением, но не достигается ни тот, ни другой

ственно картина выжига кокса на зерне при-таких условиях идентична приведенной на рис. 4.3, д, однако повышение входной температуры до 550 °С вновь приводит к возникновению режима послойного горения. Выжиг кокса в слое катализатора сопровождается формированием и перемещением по длине слоя температурных и концентрационных волн. В качестве примера на рис. 4.6 показан характер регенерации за-коксованного слоя катализатора для следующего набора определяющих параметров: х° = 1,2% , qfc = 5% , dj. = 3,4 мм, время контакта it = 14 с , Т0 = 480 °С. Как видно, в процессе выжига происходит формирование в слое катализатора характерного температурного профиля, который в дальнейшем перемещается в направлении, движения газового потока. Качественно аналогичный результат получен и авторами работы . Однако для данных условий не было обнаружено существование стационарного фронта горения в течение длительного времени. Это связано с тем, что в расчетах учтена осевая теплопроводность по слою катализатора, способствующая «разукрупнению» крутых температурных градиентов. Одновременно с движением температурного фронта происходит характерное изменение распределения по длине слоя средней относительной закоксованности. При этом в лобовом участке слоя из-за сравнительно низких температур скорость удаления кокса меньше, чем на последующих участках. Интересен следующий результат: чем больше объемная скорость подачи , тем относительно больше кокса остается невыгоревшим

Значения температурных градиентов различны для разных пределов температур и увеличиваются с повышением температуры.

Рассмотренные два примера отчетливо показывают, что две системы, поглощающие одинаковое количество лучистого тепла и используемые для одинаковой работы, могут значительно различаться по к. п. д. радиации только вследствие различия направления газового потока и различия температурных градиентов в атмосфере радиирующего газа.

В аппаратуре для процессов сгорания существуют весьма большие температурные градиенты. Поэтому важно было исследовать влияние больших температурных градиентов на рассмотренные выше гидравлические явле-

Таким образом, на настоящем этапе исследований в микроволновой химии большинство исследователей пришли к выводу, что МВИ не оказывает влияния на пути протекания реакций, состав продуктов и энергию активации. И только большая частота и эффективность соударений реагирующих молекул при объемном тепловом эффекте и отсутствии температурных градиентов в реакционной смеси являются причинами ускорения реакций в открытой микроволновой системе.

6. Показано, что высокая скорость микроволнового воздействия, отсутствие температурных градиентов при микроволновом нагреве уменьшают распад термолабильных соединений и снижают смолообразование в процессе нагрева реакционных смесей.

Роль перемешивания в процессе определяется природой процесса. При приготовлении эмульсий интенсивное дробление дисперсной фазы обеспечивается в зоне с наибольшим градиентом скорости. В случае гомогенизации, приготовления суспензий, растворов в результате перемешивания происходит снижение концентрационных и температурных градиентов. В процессах тепло- и массопередачи, при проведении химических реакций за счет турбулизации ускоряется подвод тепла и вещества в зону реакции, к границе раздела фаз, уменьшается толщина пограничного слоя и ускоряется обновление поверхности, что интенсифицирует эти процессы. Качество перемешивания характеризуется эффективностью, которая при получении эмульсий и суспензий оценивается равномерностью распределения

Основные разработки в области конструирования реакторов и испытания катализаторов ведутся в трех направлениях. Первое— изучение реакторов полного смешения. Реакторы этого типа дают возможность изучения кинетики каталитического процесса при высокой степени превращения, уменьшая до минимума концентрационные и температурные градиенты. Второе направление — изучение влияния внутренних и наружных концентрационных и температурных градиентов на гранулах катализаторов на активность и селективность, соответственно. Данное направление широко исследовано Саттерфилдом и Шервудом и Петерсеном 1; позднее был сделан обзор Карбер-ри . Для ряда каталитических систем разработаны критерии определения условий, при которых становятся существенными ограничения по массо- и теплопереносу. Третье направление — создание систем управления и изучения моделей. Оно весьма интенсивно развивается применительно к математической обработке данных по сложным реакционным системам и к конкретным задачам. Читатель может обратиться по этому вопросу непосредственно к обзорам Фромента , Викмана и Ла-пидуса .

8.2.2. Дифференциальные реакторы. Дифференциальные реакторы работают с очень низкими степенями превращения реагирующих веществ при прохождении их через слой катализатора. Поэтому предполагается, что состав реагирующего вещества в слое катализатора будет средней величиной концентраций реагирующих веществ, входящих в реактор и покидающих его. Из-за высоких скоростей потока диффузионный и тепловой перенос также достаточно велики, что приводит к отсутствию концентрационных и температурных градиентов в пограничном слое, окружающем гранулы катализатора.

Второй путь может быть реализован: а) созданием локальных температурных градиентов в реакционном объеме за счет подачи или изменения направления движения в реакционном устройстве охлажденных или перегретых потоков вещества; б) размещением в реакционных устройствах охлаждаемых тешюпередающих поверхностей; в) размещением в реакционных устройства адсорбционных поверхностей.

Вязкостные присадки применяются для улучшения вязкостно-температурных характеристик. В иностранной литературе они называются улучшающими индекс вязкости или модификаторами индекса вязкости . К вязкостным присадкам принадлежат и депрессанты температуры застывания. Их действие основано на подавлении гелеобразования при низкой температуре возникающего в результате кристаллизации парафина.

Как видно из представленных данных, образцы олигомеров обладают высокими значениями индекса вязкости и могут быть использованы для улучшения вязкостно-температурных характеристик базовых масел, выпускаемых на НПЗ. Причем, если фракция олигомеризата 400-460°С хорошо подходит по показателям к индустриальным маслам типов И-20, И-40, то фракция олигомеризата,

Циклические углеводороды. Общим для алкилзаме- 1?0 щенных циклических угле- . водородов является улучше- g^ ние вязкостно-температурных характеристик с увеличением отношения числа углеродных атомов в парафиновых цепях к числу углерод- 1 ных атомов, составляющих ^ 90 циклическую часть молекулы.

Касаясь вязкостно-температурных характеристик ароматических и нафтено-ароматических углеводородов, следует отметить еще раз, что только часть их, преимущественно малокольчатых, с длинными парафиновыми цепями, имеет высокое значение индекса вязкости. Полициклические углеводороды с короткими цепями имеют отрицательный индекс вязкости. Поэтому с точки зрения вязкостно-температурных характеристик готового масла оно должно быть освобождено от иногда значительной части ароматических углеводородов и смол. Вследствие этого наилучшим сырьем для производства будут фракции тех нефтей, которые содержат наименее кольчатые "нафтеновые* и ароматические углеводороды с длинными алкильными цепями, как дающие возможность вырабатывать масла с наиболее высокими выходом и индексом вязкости. С другой стороны, как мы убедимся в дальнейшем, полициклические ароматические углеводороды с короткими цепями являются естественными антиокислителями и способны защищать от окисления молекулярным кислородом нафтены и малокольчатые ароматические соединения. Поэтому оставление в очищенном масле небольшой части полициклических ароматических и нафтено-ароматических углеводородов желательно, хотя они несколько снижают индекс вязкости готового масла. При необходимости получения масла с высоким значением вязкостно-температурной характеристики процесс очистки должен быть направлен так, чтобы в рафинате остались только малокольчатые нафтеновые

Таким образом, для определения индекса вязкости по Дину и Дэвису необходимо знать вязкость исследуемого масла при двух температурах и иметь под рукой таблицы вязкости масел стандартных серий. В системе Дина и Дэвиса индекс 100 приписан маслам из пенсильванской нефти и индекс 0 — маслам из тяжелых нефтей Голф-Кост. По мысли авторов все другие масла должны иметь индекс от 0 до 100. Однако в настоящее время известны масла с индексом вязкости выше 100 и ниже 0. Другая система индексации вязкостно-температурных характеристик масел предложена Хилом и Коут-сом.

Технологии гидрокрекинга наряду с высокой гибкостью в отношении сырья гибки и в отношении вязкости и вязкостно-температурных характеристик получаемых базовых масел. Здесь весьма важна возможность получения значительных количеств маловязких продуктов, отвечающих современной тенденции в области производства моторных масел.

Индустриальные масла, представлящие собой нефтяные дистиля-ты, применяются в качестве основы для приготовления разнообразных смазочных жидкостей - гидравлических, моторных, компрессорных и других масел. Для придания определенных вязкостно-температурных характеристик в композиции масел добавляют различные полимеры в качестве вязкостных присадок. Природа полимера и его средняя молекулярная масса существенно влияют на вязкостные свойства масел

2. Облагораживание низкокачественного масляного сырья для получения с высокими выходами высококачественных масляных дистиллятов.

Ввиду высокой тепловой и механической напряженности работы современных автомобильных двигателей, а также интенсивной прокачки масел и их относительно пологих вязкостно-температурных характеристик в ряде случаев целесообразно применение более вязких масел. Так, если ранее в двигателях легковых автомобилей применялись обычно масла с вязкостью около 8 сСт при 100°С, то в настоящее время в двигателях автомобилей ВАЗ и др. успешно применяются масла с вязкостью 10—12 сСт при 100 °С.

При построении вязкостно-температурных характеристик по уравнению следует принимать во внимание значительное сглаживающее воздействие операции двойного логарифмирования.

2. Облагораживание низкокачественного масляного сырья для получения с высокими выходами высококачественных масляных дистиллятов.