Научная статья на тему 'Влияние линейной скорости потока на синтез из окиси углерода и водяного пара'

Влияние линейной скорости потока на синтез из окиси углерода и водяного пара Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

CC BY
47
11
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по химическим наукам , автор научной работы — С. И. Смольянинов, В. М. Миронов, А. Г, Зильберман

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Влияние линейной скорости потока на синтез из окиси углерода и водяного пара»

ИЗВЕСТИЯ ТОМСКОГО ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА имени С. М. КИРОВА

Том 214

1977

ВЛИЯНИЕ ЛИНЕЙНОЙ СКОРОСТИ ПОТОКА НА СИНТЕЗ ИЗ ОКИСИ УГЛЕРОДА И ВОДЯНОГО ПАРА

С. И. СМОЛЬЯНИНОВ, В. М. МИРОНОВ, А. Г. ЗИЛЬБЕРМАН

(Представлена научно-методическим семинаром ХТФ)

Линейная скорость потока реагентов, определяющая гидродинамический режим в контактном аппарате, является одним из важнейших мак-рокинетических факторов, зачастую обусловливающих наблюдаемую скорость гетерогенного процесса, что существенно влияет на выбор оптимальных параметров промышленного процесса и конструктивное оформление реакционных устройств.

Для синтеза органических соединений из окиси углерода и водяного пара при атмосферном давлении влияние скорости внешнего массообме-на было определено ранее [1]. В настоящей работе предлагается исследование указанного влияния на синтез при избыточном давлении 0,98 Мн/м2 (10 атм).

Процесс синтеза по гипотетическому уравнению

проводился на железо-медном восстановленном катализаторе при температурах от 473 до 523°К, в области фиктивных времен реагирования от 60 до 360 сек и при длинах слоя контакта от 32 до 240 см.

Изменение длины слоя катализатора позволило увеличить линейную скорость потока синтез-газа почти на порядок, причем без влияния на величину времени пребывания реагентов в реакционной зоне.

В результате исследования были получены значения степени превращения окиси углерода до ортанических соединений (углеводородов), определяемые уравнением (1), и значения степени превращения СО до водорода, согласно общему уравнению

Сумма указанных величин определяет общую (суммарную) степень превращения окиси углерода.

В связи со сложностью расчета истинных значений линейной скорое ти потока в слое контакта можно было воспользоваться величинами фиктивных скоростей, причем за условную их единицу принята скорость потока синтез-газа в слое катализатора длиной 32 см при фиктивном времени контакта 720 сек, т. е. определяемая минимальными условиями эксперимента.

На рис. 1 приведена зависимость степени превращения СО до углеводородов от фиктивной линейной скорости синтез-газа при различных температурах процесса. Аналогичная зависимость для степени превращения окиси углерода до водорода дана на рис. 2. Из указанных зависимостей ясно видно, что изменение условий вцешней диффузии реагентов

ЗС0 + Н20= (—СН2—) +2С02

(1)

со+н2о=со2+н2.

(2)

Рис. 1. Зависимость степени превращения окиси углерода от фиктивной линейной скорости синтез-газа: 1 — фиктивное время контакта 60 сек\ 2— фиктивное время контакта 360 сек. Температура процесса: х —473°К; о —488°К; А — 503°К; # —523°К.

16 ¿дги'

Рис. 2. Зависимость степени превращения окиси углерода до водорода от фиктивной линейной скорости синтез-газа. 1 —фиктивное время контакта 60 сек; 2— фиктивное время контакта 360 сек. Температура процесса: х — 473°К; о — 488ЭК; Д — 503°К; • — 523°К.

и продуктов реакции в значительной степени влияет на синтез из окиси углерода и водяного пара при среднем давлении, причем для степени превращения СО до углеводородов рост линейной скорости ведет к увеличению степени превращения, более резкому для высоких значений фиктивного времени реагирования, а для степени превращения СО до водорода характерно наличие максимума.

Для сравнения укажем, что для процесса при атмосферном давлении указанные зависимости выражены значительнее, что указывает на ослабление влияния внешнего массообмена на скорость поверхностной реакции с увеличением общего давления синтез-газа.

Выводы

1. Проведено исследование линейной скорости потока синтез-газа на синтез органических соединений из окиси углерода и водяного пара при среднем давлении.

2. Показано, что с ростом линейной скорости увеличивается степень превращения СО до углеводородов. Указанная зависимость для степени превращения окиси углерода до водорода характеризуется наличием максимума.

3. Увеличение общего давления реакционной смеси уменьшает влияние внешнедиффузионного переноса на исследуемый процесс.

ЛИТЕРАТУРА

1. С. И. С м о л ь я н и н о в, В. М. М и р о н о в, А. В. к р а в ц о в. Хим. и технол. топ-див и масел, № 8, 12—16, 1962.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.