Quelle: Kerry M. Dooley und Michael G. Benton, Department of Chemical Engineering, Louisiana Landesuniversität, Baton Rouge, LA

Die Hydrierung von Ethylen (C₂H₄), Ethan (C₂H₆) wurde oft als ein Modell Reduktionsreaktion bei der Charakterisierung neuer Metall-Katalysatoren untersucht. ^1-2 unterstützten Nickel ist, zwar nicht der aktivste Metall Katalysator für diese Reaktion ist es aktiv genug, dass die Reaktion stattfinden kann, bei < 200 ° C.

Die Reaktion umfasst in der Regel adsorbiert, dissoziierten Wasserstoff (H₂) mit adsorbierten Ethylen reagieren. Das heißt, sowohl Wasserstoff-Atomen und Ethylen Moleküle Form verbindet sich mit einer Metall-Website (hier bezeichnet "S"). Die starke Bindung von Ethylen mit S schwächt die Doppelbindung ausreichend um Wasserstoffatome hinzufügen, Ethylen, Ethan, die nicht adsorbiert ist Bildung zu ermöglichen.

Der Zweck dieses Experiments ist zuerst konvertieren von raw Zusammensetzung Messungen Edukt gebrochene Konvertierungen zu begrenzen. ³ diese Konvertierungen in eine Pfropfenströmung Reaktor (PFR) lässt dann an die Daten zu einem standard Potenzgesetz-Kinetik-Modell von der "ganzheitliche Methode". ³ Vergleich der experimentellen Aufträge der Reaktion für Ethylen und Wasserstoff mit den theoretischen Aufträgen ergibt in diesem Fall, dass die Reaktion kinetisch anstatt Masse-Übertragung kontrolliert gesteuert wird.

Das System wird durch einen kommerziellen Prozessleitsystem gesteuert; Es gibt nur eine Bedienoberfläche.

1. Reaktor Startup

1. Um die Verlaufsansicht Echtzeit-Prozess zu starten, navigieren Sie zu Start > DeltaV > Operator > Geschichte Prozessansicht, und öffnen Sie dann CATUnitOverview. Diagramm-Skalen können komprimiert oder erweitert durch Klicken auf die Schaltflächen in der Menüleiste. Verfahren zum Herunterladen von Daten von der Steuerung auf eine Excel-Tabelle zur Verfügung, au

Nichtlineare Regression zum beste Schätzungen (mit Eqs. 8-9) der Reaktion erhalten Bestellungen, m und n und der Rate Konstante k, langweilig sein können. Solch ein Lösungsalgorithmus erfordert eine numerische Integration pro Datenpunkt pro Iteration von m und n, was zu vielen Tausenden von numerische Integrationen. Eine alternative Technik, die fast so gut, aber viel weniger rechnerisch teuer, ist trial Paare von m, n, basierend auf der Struktur von GL. 6 zu formulieren. Alle Werte im...

Die hier beschriebene Methode ist die "ganzheitliche Methode" in den meisten Büchern auf Kinetik und Reaktor-Design genannt. ³ während es mathematisch sehr viel schwieriger, als differenzielle Methoden anzuwenden ist, ist es auch besser an die Arten von Daten zu analysieren, die leicht zu bekommen in den meisten Pilotmaßstab Reaktorsysteme sind wo das Edukt und Produkt-Partialdrücken und gebrochene Konvertierungen können über weite Bereiche variieren. Weil wir nicht auf Batch-Reaktoren oder ...

1. O. Beeck, Discuss. Faraday Soc.8, 118 (1950).
2. J.B. Butt, AIChE J22, 1 (1976).
3. H.S. Fogler, "Elements of Chemical Reaction Engineering," 4^th Ed., Prentice-Hall, Upper Saddle River, NJ, 2006, Ch. 2-4; O. Levenspiel, "Chemical Reaction Engineering," 3^rd Ed., John Wiley, New York, 1999, Ch. 4-6; C.G. Hill, Jr. and T.W. Root, "Introduction to Chemical Engineering Kinetics and Reactor Design," 2^nd Ed., John Wiley, New York, 2014, Ch. 8.
4. B. Peri, Discuss. Faraday Soc., 41, 121 (1966).
5. Basic chemical kinetics - Fogler, Ch. 3, Levenspiel, Ch. 2, Hill and Root, Ch. 3.
6. N. Bartknecht, "Explosions: Course, Prevention, Protection", Springer-Verlag, 1981.
7. G.F. Froment, K.B. Bischoff and J. De Wilde, "Chemical Reactor Analysis and Design," 3^rd Ed., John Wiley, Hoboken, Ch. 11.
8. J.R.H. Ross, "Heterogeneous Catalysis: Fundamentals and Applications," Elsevier, Amsterdam, 2012, Ch. 8.