Chimie

Réacteurs pour réactions hétérogènes

Réacteurs pour réactions hétérogènes


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Contrôle de la température dans le réacteur à lit fixe

La conception technique du réacteur à lit fixe est largement déterminée par le type de contrôle de la température.

Procédure de réaction isotherme

Pour la procédure de réaction isotherme (procédure de réaction à température constante), on suppose que toute la chaleur générée ou consommée par la réaction peut être dissipée ou fournie. La température est constante en termes de temps et de lieu. Des conditions strictement isothermes ne peuvent être obtenues dans les réacteurs techniques que par refroidissement direct par évaporation, dans le cas d'un fonctionnement continu également par rétromélange complet. La procédure de réaction isotherme sera donc difficilement réalisable dans les réacteurs techniques à lit fixe, car il est généralement impossible d'atteindre une température constante uniquement par échange de chaleur indirect (échangeur de chaleur) en raison du grand effort technique impliqué.

Procédure de réaction adiabatique

Dans un système adiabatique, hormis les pertes par rayonnement via la paroi du réacteur, il n'y a quasiment pas d'échange thermique avec l'environnement. Avec une bonne isolation thermique du réacteur, la procédure de réaction adiabatique est techniquement facile à mettre en œuvre, et pour des raisons économiques, les réacteurs à lit fixe sont de préférence exploités de manière adiabatique ou divisés en sections à fonctionnement adiabatique (plateaux). Les gradients radiaux de concentration et de température à l'intérieur du réacteur à lit fixe ne peuvent alors être provoqués que par des différences de vitesse d'écoulement dans la direction radiale. Lorsque la réaction est effectuée de manière adiabatique, la température de réaction s'élève Tlinéaire avec les ventes X quand il y a une enthalpie de réaction constante??HR. et une capacité thermique spécifique c¯p sont supposées:

T=T0+(??HR.c0??0c¯p)(mje,0mjemje,0)=T0+??Tun dX
Tab.1
Légende
symboleExplicationunité
Ttempérature absolueK
T0Température d'entrée à l'époque t=0K
XVentes-
??Tun daugmentation de la température adiabatiqueK
??HR.Enthalpie de réactionJmole1
c0Concentration initialemolem3
c¯pcapacité calorifique moyenneJkg1K
??0densitékgm3
mje ,0Quantité d'entrée du composant jemole
mjeQuantité de substance du composant jemole

L'augmentation maximale de la température adiabatique ??Tun d ou la pente de la droite est déterminée par la concentration initiale utilisée c0 ainsi que la capacité calorifique moyenne c¯p du réacteur y compris la masse réactionnelle.

Procédure de réaction polytropique

Si la réaction ne s'effectue ni adiabatiquement ni isotherme, on parle d'un mode opératoire de réaction polytropique. Dans de nombreux cas, il n'est pas possible de conduire la réaction de manière adiabatique, par exemple si la température dans le réacteur ne doit pas dépasser une certaine valeur maximale. Pour maintenir une certaine température de réaction, des mesures de contrôle de la température doivent être prises :

  • Chauffage ou refroidissement pendant la réaction, par exemple en ajoutant un matériau inerte ou des composants de réaction, leurs capacités calorifiques c¯p peut être utilisé pour le contrôle de la température
  • Echange thermique indirect dans le réacteur par l'intermédiaire de surfaces d'échange telles que chauffage ou. Spirales de refroidissement (réaction isotherme ou polytrope)
  • Faire circuler tout ou partie du mélange réactionnel à travers un échangeur de chaleur externe séparé du réacteur

Exemple : Calcul du profil de température pour l'oxydation catalytique deO-Xylène dans le réacteur à lit fixe


Vidéo: Réacteurs en Pétrochimie: Les réactions hétérogènes réactions catalytiques partie 1 (Juin 2022).


Commentaires:

  1. Dosho

    Essayons d'être raisonnables.

  2. Fela

    À mon avis, il a tort. Nous devons discuter. Écrivez-moi dans PM.

  3. Calvex

    Je suis également inquiet de cette question.

  4. Fautaur

    Je crois que vous vous trompez. Je peux défendre ma position. Envoyez-moi un e-mail en MP, nous parlerons.

  5. Matthan

    D'une manière fantastique!



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