Showing papers in "Canadian Journal of Chemical Engineering in 1979"

Convective heat transfer in a rotary kiln

Abstract: An experimental study of convective heat transfer from hot air to the solid charge and walls in a non-fired rotary kiln is reported. Ottawa sand was heated by passing it counter-current to a flow of preheated air in a 2.5 m × 0.19 m I.D. rotary kiln. Axial temperature profiles of gas, wall and solids were measured. Local and average convective heat transfer coefficients from gas to solids and from gas to wall were determined assuming plug flow of gas and solids. Solid feed rates to 1750 kg/m2 h and air rates to 3300 kg/m2 h were investigated at rotational speeds to 6 r/min, holdup ratios to 17% and gas temperatures from 350–590 K. The gas/solids convective coefficient was found to depend on the gas through-put and to a lesser extent on solids holdup and rotational speed. Over the range tested, the angle of kiln inclination, solids throughput and particle size showed no significant effect on heat transfer. Gas/wall coefficients were about a factor of ten below gas/solid coefficients. Heat transfer results are compared to the limited data available in the literature, and to commonly used equations. Correlations of the experimental data on gas/solids, and gas/wall coefficients are presented; data from the literature on the wall/solids heat transfer coefficient are summarized. On presente une etude experimentale sur le transfert thermique convectif de l'air chaud a la charge solide et aux parois dans un four rotatif sans brǔlures. On a chauffe du sable Ottawa en le faisant passer a contre-courant dans un flux d'air pre-chauffe, dans un four rotatif de 2.5 metres par 0.19 metre de diametre interieur. On a mesure les profils des temperatures axiales du gaz, des parois et de la charge solide. On a determine, en supposant l'existence d'un ecoulement piston du gaz et des solides, les coefficients de transfert thermique convectif local et moyen du gaz a la charge solide et du gaz aux parois. On a etudie des vitesses d'alimentation en solides allant jusqu'a 1750 kg/m2 h et des vitesses de l'air atteignant 3300 kg/m2 h et ce, a des vitesses de rotation allant jusqu'a 6 tours a la minute, pour des rapports de retention de 17% et des temperatures comprises entre 350 et 590 K. On a trouve que le coefficient de transfert thermique convectif du gaz a la charge solide dependait du debit du gaz et, a un degre moindre, de la retention des solides et de la vitesse de rotation. On a constate qu'a l'echelle des experiences faites, l'angle d'inclinaison du four, le debit et les dimensions des particules solides n'avaient aucun effet important sur la transfert de chaleur. Les coefficients de transfert thermique convectif du gaz aux parois avaient une valeur dix fois moindre que celle des coefficients de transfert du gaz aux matieres solides. On a compare les resultats relatifs aux transfert de chaleur avec les renseignements restreints qu'on trouve dans la litterature technique et avec les equations usuellement employees. On presente des correlations entre les resultats experimentaux obtenus, pour les transferts de chaleur entre gaz et solides et gaz et parois; on resume aussi les donnees parues dans la litterature technique relativement au coefficient de transfert de chaleur des parois aux solides.

An analysis of the viscous behaviour of polymeric solutions

Abstract: Viscosity data of an aluminum soap solution, a polyisobutylene solution, a polyacrylamide solution, and ten polystyrene solutions have been analysed using two rheological models: the Carreau model A and the Ellis model. The model parameters were obtained by non-linear regression. The importance of the zero-shear viscosity for design purposes is illustrated by observing the appearance of a master curve in the representation of the dimensionless viscosity versus the product of the zero-shear viscosity by the shear rate. A linear relation is shown to exist between the logarithm of the zero-shear viscosity and the polymer concentration. It is asserted that either model should replace advantageously the commonly used power-law expression. On a analyse, au moyen de deux modeles rheologiques (le modele A de Carreau et celui d'Ellis), les resultats des viscosites d'une solution de savon d'aluminum, une solution de polyisobutylene et dix solutions de polystyrene. On a obtenu les parametres des modeles par regression non lineaire. On illustre l'importance pratique de la viscosite en l'absence de cisaillement, en observant l'apparition d'une courbe principale dans la representation de la viscosite a-dimensionnelle en fonction du produit de la viscosite en l'absence de cisaillement par la vitesse de cisaillement. On montre qu'il existe une relation lineaire entre le logarithme de la viscosite en l'absence de cisaillement et la concentration des polymeres. On soutient que les deux modeles pourraient remplacer avantageusement l'expression de la loi de puissance employee communement.

Rheological properties of oil sand bitumens

Abstract: Bitumens extracted from oil sand taken from the Athabasca and Cold Lake regions of Alberta were studied by use of a Mechanical Spectrometer. A heavy crude produced in the Lloydminster area was also studied. Viscosity and first normal stress difference were measured as well as viscoelastic functions. The bitumens are mildly non-Newtonian in shear and viscoelastic. The behavior is qualitatively similar to that observed in residual asphalts, but it is suggested that the bitumen maltenes form a better solvent for the asphaltenes than in the case with the asphalts. Concentration of solvent, asphaltenes and dispersed water have strong effects on the viscosity. These results are interpreted in terms of molecular aggregation. On a etudie, au moyen d'un spectrometre mecanique, les produits bitumineux extraits des sables des regions de l'Athabasca et de Cold Lake en Alberta; on a aussi examine un brut lourd produit dans la region de Lloydminster. On a mesure la viscosite et la difference des contraintes normales primaires de meme que les fonctions viscoelastiques. On a trouve que les bitumes etaient viscoelastiques et legerement non newtoniens en cisaillement; leur comportement est qualitativement semblable a celui des asphaltes residuels, mail il w a lieu de croire que les maltenes des bitumes constituent un meilleur solvant des asphaltenes que dans le cas des asphaltes. On a constate que la concentration du solvant, des asphaltenes et de l'eau dispersee exercaient une forte influence sur la viscosite. On interprete ces resultats en termes d'agregation moleculaire.

A fluidized bed catalytic cracking regenerator model

Abstract: A grid model including thermal effects is proposed. The aim is the simulation of a fluidized catalytic cracking regenerator similar to the industrial unit of Destileria La Plata, YPF, Argentina. It is demonstrated that a simple C.S.T.R. model without bypass of gas feed entering the bed provides a good approach for representing the fluidized bed including the grid region. In addition, by means of the C.S.T.R. model, it is shown that there exist two characteristic operating regions: a zone where (Coo – Co) depends on the initial coke concentration and a zone where (Coo – Cc) is controlled by oxygen supply. On propose un modele de grille qui tient compte des effets thermiques. L'objet de l'etude est la simulation d'un regenerateur de catalyseur de craquage en lit fluidise similaire au regenerateur industriel de Destileria La Plata, YPF, Argentina. On demontre qu'un simple modele R.H.A.C. (C.S.T.R.) sans court-circuit du gaz d'alimentation, constitue une bonne approche pour representer le lit fluidise, y compris la zone de la grille. On indique aussi, au moyen du modele R.H.A.C., qu'il existe deux zones caracteristiques d'operations, a savoir une zone ou (Coc – Co) depend de la teneur initiate de coke et une seconde zone ou (Coc – Cc) est contrǒle par l'alimentation d'oxygene.

Flooding and axial dispersion in reciprocating plate extraction columns

Abstract: The flooding and axial mixing characteristics of a 15 cm diameter reciprocating plate extraction column with six different plate arrangements handling kerosene dispersed in water are reported. A general correlation for flooding in the emulsion flow regime is developed and applied to the present results and to published data on other columns and systems. Under certain conditions of flow and agitation, the axial mixing is very high because of circulation, but it can be reduced by including baffles in the plate stack. On presente les caracteristiques relatives a l'engorgement et au melange axial d'une colonne d'extraction de 15 centimetres de diametre avec plateaux alternatifs; il y avait six arrangements differents des plateaux et Ton a utilise du kerosene disperse dans l'eau. On a mis au point une correlation generate pour l'engorgement dans le regime d'ecoulement sous forme d'emulsion et on l'a appliquee aux resultats du present travail ainsi qu'a ceux qui ont deja ete publies relativement a d'autres colonnes et systemes. Dans certaines conditions de debit et d'agitation, le melange axial est tres eleve par suite de la circulation, mais on peut le diminuer en introduisant des chicanes dans l'empilement des plateaux.

Flow of slurries of coarse particles at high solids concentrations

Abstract: Using a lock hopper feeding system, gravel and coal shale slurries containing particles of median diameter approximately 4 mm were transported at high concentrations through a pipe of I.D. 7.87 cm at velocities below 3.5 m/s−1. In addition to the usual measurements of velocity, delivered concentration and hydraulic gradient, in-situ concentrations and particle velocities were determined. With these measurements, a two-layer model of stratified flow of the type proposed by Wilson was examined and found to give satisfactory predictions. Coefficients of wall friction were found to vary with velocity. Minimum values of these coefficients agreed with the results of direct shear tests. This variation could be attributed to stick-slip processes at low velocities and a change in the nature of the interparticle stress at higher velocities. En employant un systeme d'alimentation constitue d'une tremie munie d'un dispositif de blocage, on a transporte en fortes concentrations des suspensions de gravier et de schiste charbonneux (contenant des particules dont le diametre median etait d'a peu pres 4 millimetres) dans un tuyau de 7.87 centimetres de diametre interieur et a des vitesses inferieures a 3.5 m sec−1. On a determine les concentrations in situ et les vitesses des particules, en plus de faire les mesures habituelles de la vitesse, de la concentration et du gradient hydraulique, a la sortie de la tremie. On a etudie, a l'aide de ces mesures, un modele a deux couches d'ecoulement stratifie qu'a propose Wilson et l'on a trouve qu'il fournissait des previsions satisfaisantes. On a constate que les coefficients de friction sur les parois variaient avec la vitesse; les valeurs minimales de ces coefficients ont concorde avec les resultats d'essais directs de cisaillement. On pourrait attribuer cette variation aux processus impliquant un glissement et un grippage, aux faibles vitesses, et au changement qui se produit dans la nature de la contrainte entre les particules, lorsque les vitesses sont plus elevees.

Direct hydrogenation of hybrid poplar wood to liquid and gaseous fuels

Abstract: Fast growing hybrid poplar suspended in water has been treated with hydrogen at temperatures of around 350°C and pressures of about 10 MPa (100 atm) in the presence of Raney-nickel. Complete conversion of the wood to oil and gas has been achieved. The oils, which appear to derive predominantly from the lignin, contain about 10 percent oxygen and have heating values of up to 40.8 MJ/kg (17,550 BTU/Ib). The gas, which is mostly methane, appears to derive from the celluloses and contains no carbon monoxide. Treatment of purified cellulose yields only gases and water soluble organics. On a traite par l'hydrogene du bois d'une variete hybride de peuplier a croissance rapide, en suspension dans l'eau, a des temperatures voisines de 350°C et sous des pressions absolues d'environ 10 MP (100 atmospheres), en presence de nickel de Raney. Le bois s'est transforme completement en huiles et en gaz dans ces conditions; les huiles, qui semblaient provenir surtout de la lignine, contenaient environ 10% d'oxygene et avaient des valeurs calorifiques allant jusqu'a 40.8 MJ/kg (17,550 BTU/lb). Le gaz, qui consistait surtout en methane, semblait provenir de la cellulose et ne contenait pas d'oxyde de carbone. Le traitement de la cellulose purifiee n'a fourni que des gaz et des produits organiques solubles dans l'eau.

A chromatographic study of the diffusion of N2,CH4 and binary CH4‐N2 mixtures in 4A molecular sieve

Abstract: The kinetics and equilibrium of sorption of CH4, N2 and binary CH4–N2 mixtures in 4A molecular sieve have been studied by a chromatographic method The equilibrium isotherms and zeolitic diffusivities, determined with a helium carrier, show good agreement with previous gravimetric data Counter-diffusion in the binary adsorbed phase was investigated using a mixed carrier gas and following the response to a small step change from a previously established equilibrium position The dynamic response curves for the binary system could be satisfactorily interpreted on the assumption that both components in the mixture diffuse independently with the same intrinsic mobilities as for the single component systems On a etudie, en employant une methode chromatographique, la cinetique et l'equilibre de sorption de CH4 et N2 et de melanges binaires de ces deux gaz, sur un tamis moleculaire 4A Les isothermes d'equilibre et les diffusivites dans les zeolithes, qu'on a determinees avec de l'helium comme gaz porteur, ont bien concorde avec les resultats gravimetriques anterieurs On a etudie la contre-diffusion dans la phase binaire adsorbee, en employant un gaz porteur mixte et en suivant la reponse a une demande echelon de faible amplitude par rapport a une position d'equilibre etablie anterieurement On a pu interpreter d'une maniere satisfaisante les courbes de reponse dynamiques correspondant au systeme binaire, en supposant que les deux composants dud melange diffusent independamment avec les měmes mobilites intrinseques que dans le systeme a un seul composant

Time‐dependent shear flow of artificial slurries in coaxial cylinder viscometer with a wide gap

Abstract: An experimental method was developed for characterizing time-dependent slurries of elongated particles in a coaxial cylinder viscometer which has a wide gap between the inner rotating cylinder and the stationary cup. A model slurry system was studied; it consisted of a dispersed phase of regularly sized nylon fibres and a dispersing medium of an aqueous solution of polyethylene glycol with dextrose and sodium chloride, each of whose effects on the time-dependent nature of the slurry could be examined. It was found that only a part of the gap between the cylinders of the viscometer flows under shear, and that the thickness of the flowing layer increases with time and approaches an equilibrium value. An empirical reaction-rate type model was constructed for the time-variation of the thickness of the flowing layer. A second order-zero order reversible reaction model fitted the experimental data well. The fitting parameters of the model were correlated with slurry variables. On a mis au point une methode experimentale pour caracteriser des suspensions (dependantes du temps) de particules allongees, dans un viscometre a cylindre coaxial, presentant un ecartement prononce entre le cylindre rotatif interieur et la cuvette stationnaire. On a etudie une suspension type qui consistait en une phase dispersee de fibres de nylon de dimensions normales et d'un milieu dispersant forme d une solution aqueuse de glycol polyethylenique avec du dextrose et du chlorure de sodium; on a pu etudier les effets de ces deux elements sur la nature de la dependance au temps de la suspension. On a constate que seulement une partie du liquide dans l'ecartement entre les cylindres du viscometre coule sous cisaillement et que l'epaisseur de la couche d'ecoulement s'accroǐt avec le temps et approche une valeur d'equilibre. On a construit un modele empirique de měme type qu'un modele de cinetique reactionnelle, pour etudier la variation avec le temps de l'epaisseur de la couche d'ecoulement. Un modele avec reactions reversibles ayant des ordres deux et zero a bien concorde avec les resultats experimentaux. On a etabli une correlation entre les parametres du modele et les variables des suspensions.

Review of some useful rheological equations

Abstract: A variety of constitutive equations have been proposed in recent years to describe the behaviour of polymer solutions and melts. Rather complete reviews of most of the differential and integral equations proposed prior to 1967 have been given by Spriggs, Huppler and Bird(1) and by Bogue and Doughty(2,3). Since then, numerous efforts have been directed towards the development of equations capable of predicting adequately nonlinear and transient properties of polymer solutions and melts. Considerable information can be found in the recently published works by Bird et al.(4,5). Some of the more successful models are presented here in an uniform notation. The models are evaluated in terms of their ability to simultaneously describe some or most of the rheological functions such as the non-Newtonian viscosity, the normal stress difference functions, the components of the complex viscosity, stress growth and stress relaxation. Depuis quelques annees, de nombreuses equations constitutives ont ete proposees pour decrire le comportement des polymeres en solution ou a l'etat fondu. Spriggs, Huppler et Bird(1) de měme que Bogue et Doughty(2) ont resume, dans des articles de revues, la plupart des equations differentielles et integrales publiees avant 1967. Depuis, de nombreux efforts ont ete faits pour developper des equations qui decrivent adequatement les proprietes non-lineaires et transitoires a la fois de solutions de polymeres et de polymeres a l'etat fondu. Dans les articles de Bird et al(4,5) on trouve de nombreux renseignements sur les travaux recents faits dans ce domaine. Dans le present travail sont cites, en utilisant une měme nomenclature, quelques-uns des modeles qui se sont averes les plus efficaces. Ces derniers sont evalues en fonction de leur habilete a decrire simultanement quelques-unes ou la plupart des functions rheologiques telles la viscosite non-newtonienne, les fonctions de contrainte differentielle normale, les composantes de la viscosite complexe, la contrainte de croissance et la relaxation de contrainte.

Gas holdup and aerated power consumption in mechanically stirred tanks

Abstract: Gas holdup and mechanical power consumption were measured in aerated aqueous nonelectrolyte and electrolyte systems. The experiments were performed in 0.4 m diameter cylindrical flat-bottomed and hemispherical-bottomed tanks. Standard six-blade turbine (D/T = 0.225, 0.325, 0.45) and four-blade paddle (D/T = 0.225, 0.325) were used over a wide range of gas sparging rate and power dissipation. A semiempirical correlation for holdup with dimensionless groups, i.e. impeller Weber number, aeration number and ratio of impeller diameter to tank diameter has been developed; however, this correlation did not fit the electrolyte solution data. The power consumption data of both the impeller types and tank bottom types were found to fit satisfactorily the Michel-Miller correlation with 20% accuracy. On a mesure la retention de gaz et la consummation d'energie mecanique dans des systemes formes d'electrolytes et de non-electrolytes en solutions aqueuses et aerees. Les experiences ont ete faites dans des cuves cylindriques a fonds plats ou hemispheriques, dont le diametre etait de 0.4 metre. On a employe une turbine normale a six pales (D/T = 0.225, 0.325, 0.45) et une palette a quatre pales (D/T = 0.025, 0.325) et ce, sur une vaste plage de vitesses de gaz barbotant et d'energie dissipee. On a etabli une correlation semi-empirique relative a la retention de gaz avec les groupes sans dimensions qui suivent: nombre de Weber de l'agitateur, nombre d'aeration et rapport entre le diametre de l'agitateur et celui de la cuve; toutefois, cette correlation n'a pas concorde avec les resultats obtenus dans le cas des solutions d'electrolytes. On a constate que les resultats relatifs a la consommation d'energie pour les deux types d'agitateurs et de fonds de cuves, concordaient d'une maniere satisfaisante (a 20% pres) avec la correlation de Michel-Miller.

Catalyst decay in the kinetics of methylcyclohexane dehydrogenation over Pt‐NaY zeolite

Abstract: The kinetics of the dehydrogenation of methylcyclohexane to toluene over platinum on NaY zeolite have been studied at 390°C and atmospheric pressure. Cumulative conversion data obtained at constant space velocity and various reaction times on stream was treated using the “Time on Stream” theory. In this way the rate constants for both dehydrogenation and catalyst decay have been determined. The reaction has been shown to occur via a series of consecutive partial dehydrogenations, with the first dehydrogenation as the rate controlling step. The influence of the partially dehydrogenated products as well as the influence of the toluene, on the deactivation of the catalyst is discussed. On a etudie, a 390°C et sous la pression atmospherique, la cinetique de la deshydrogenation du methylcyclohexane en toluene sur un catalyseur de platique sur zeolite NaY. On a traite, un utilisant la theorie “Time on Stream”, les resultats cumulatifs de la transformation obtenus a une vitesse spatiale constante et pour divers temps d'utilisation; on a ainsi determine les constantes de vitesse de la deshydrogenation et de la perte d'activite du catalyseur. On a constate que la reaction s'est produite en passant par un certain nombre de deshydrogenations partielles et consecutives et que la premiere deshydrogenation se comportait comme l'etape limitant la vitesse. On a discute l'influence qu'exercent les produits partiellement deshydrogenes et le toluene sur la desactivation du catalyseur.

Behavior of tar sand bitumen with paraffinic solvents and its application to separations for athabasca tar sands

Abstract: A study was made of the dissolution of tar sand bitumen using low-molecular-weight paraffinic solvents at essentially ambient temperatures. The experimental data were obtained using the spinning disc technique, liquid-fluidized beds, and direct particle-size analysis of the insolubles. The results are consistent with a mechanism where the paraffins leach the soluble oil from the bitumen and leave behind a porous network of insoluble asphaltenes. This phenomenon of oil diffusing through an asphaltene layer was modeled using Fick's law for unsteady-state diffusion. An understanding of the mechanism of bitumen extraction with paraffins and also the effect of fluid mechanics in the tar sand system have been applied to obtain a novel separation of deasphalted oil and asphaltenes from Athabasca tar sands. This new separation technique has the potential of simplifying downstream processing for the bitumen and also of avoiding environmental problems associated with the present tar sand extraction technology. On a etudie la dissolution du bitume des sables bitumineux, en employant des solvants paraffiniques de faibles poids moleculaires a des temperatures voisines de la temperature ambiante. On a obtenu les resultats experimentaux en utilisant la methode du disque tournant, des lits fluidises par des liquides et une analyse granulometrique directe des matieres insolubles. Les resultats obtenus concordent avec un mecanisme dans lequel les solvants paraffiniques extraient l'huile soluble du bitume en laissant derriere eux un reseau poreux d'asphaltenes insolubles; on a represente par un modele ce phenomene de difffusion d'huile a travers une couche d'asphaltenes, en employant la loi de Fick pour diffusion en regime transitoire. On a fait l'application du mecanisme de l'extraction du bitume par des solvants paraffiniques, ainsi que de l'effet de la mecanique des fluides dans le systeme des sables bitumineux, pour effectuer une nouvelle separation de l'huile (debarrassee d'asphalte) et des asphaltenes provenant des sables bitumineux de l'Athabasca. La nouvelle methode offre l'avantage potentiel de simplifier les traitements ulterieurs du bitume et aussi d'eviter les problemes d'environnement, auxquels on doit faire face dans la technologie actuelle d'extraction des sables bitumineux.

A mathematical model for concentric horizontal capsule transport : erratum

Abstract: For designing capsule pipeline systems the designer needs preferably simple mathematical models, to make quick calculations of the main characteristics of the system. For this purpose an easy to handle mathematical model for horizontal concentric capsule flow is proposed. In this model separate friction coefficients for the moving capsule wall and the pipe wall are introduced. These friction coefficients can be taken from the Moody chart. In the model only relatively long capsules are considered so that end effects can be neglected. The model gives expressions for the capsule velocity and the pressure difference across the capsule. Test results are in good agreement with the proposed model. Le concepteur de systemes de pipe-lines pour capsules a besoin de modeles mathematiques simples pour pouvoir calculer rapidement les principales caracteristiques de ces systemes. On propose, a cette fin, un modele mathematique de inaiiipulation facile pour un ecoulement horizontal de capsules concentriques; on introduit dans ce modele des coefficients de friction distincts pour les parois des capsules mobiles et celles des tuyaux. Incidemment, on peut obtenir ces coefficients de friction a partir du diagramme de Moody. On ne consietre, dans le modele eu question, que des capsules relativement longues, de maniele a pouvoir negliger les effets des extreacutemites. Le modele permet d'obtenir des expressions pour la vitesse des capsules et pour la difference de pression de part et d'autre de celles-ci. Les resultats des essais concordent bien avec ceux du modele propose.

Steady pressure driven two‐phase stratified laminar flow through a pipe

Abstract: The two phase pressure driven flow in a circular pipe in which the interface occupies an arbitrary horizontal position has, as shown by earlier authors, an explicit analytical solution in which the velocities are expressed as Fourier integrals. Here this is used to express the volumetric fluxes of each fluid as one-variable integrals whose values can be easily computed. The results agree with those obtained by Gemmell and Epstein by numerical integration of the differential equations.

Kinetics of the dehydrogenation of ethanol to acetaldehyde on unsupported catalysts

Abstract: A kinetic study of the dehydrogenation of ethanol to acetaldehyde on an unsupported catalyst of base composition CuO – Cr2O3 was carried out in an isothermal reactor fed with ethanol 95% vol. in the temperature range 225–285°C with space velocities 1.5–7.5 LHSV at atmospheric pressure. The mechanism which was found suitable to describe the reaction was that of surface adsorption on dual sites. Taking into account interphase and intraphase diffusion, the observed conversions of ethanol were reconstructed with a standard error below 10%, thus confirming the validity of the physical assumptions.

Absorption of oxygen by aqueous sodium sulphite solutions

Abstract: New data have been reported on the absorption of oxygen by aqueous sodium sulphite solutions with cobalt sulphate as catalyst at 30°C. It is observed that the absorption rate increases up to a critical sulphite concentration beyond which the absorption rate becomes constant and this critical concentration varies with the catalyst concentration. The order of reaction with respect to sulphite and oxygen in the constant absorption rate regime was found to be zero and two respectively. The absorption rate is affected by the total ionic strength (sulphite and sulphate) in addition to the effect of pH and catalyst concentraion. The reported data were also analysed to ascertain the effect of temperature and a relationship has been proposed for prediction of the second order reaction rate constant.

Enhanced oil recovery using lignosulfonates

Abstract: The effects of lignosulfonates on the recovery of oil from porous media were investigated using unconsolidated Ottawa sand saturated with Fuel Oil No. 4. Displacement tests were conducted for both secondary and tertiary strategies. At 1 Pore Volume injection the additional secondary recovery, relative to that obtained with water-flooding, varied between 1.3% and 8.5% for 1% and 10% lignosulfonate solutions respectively. The additional tertiary recovery for previously waterflooded sand was found to be 4.5% for 2 Pore Volumes injection of 1% lignosulfonate solution, and showed no increase with increasing concentration. Based on this preliminary work, lignosulfonate solutions would appear to be worthy of further attention in enhanced oil recovery studies. On a etudie l'effet des lignosulfonates sur la recuperation d'huile a partir de milieux poreux, en employant un sable Ottawa non tasse, sature d'huile no 4. On a fait les essais de deplacement correspondant aux recuperations secondaire et tertiaire. Pour une injection de lignosulfonate relative a 1 volume des pores, la recuperation secondaire additionnelle (par rapport a celle obtenue par immersion du sable dans l'eau) a varie entre 1.3% et 8.5% dans les cas respectifs de solutions de lignosulfonates a 1% et 10%. La recuperation tertiaire additionnelle, dans le cas d'un sable prealablement immerge dans l'eau, a ete de 4.5%, lorsqu'on injecte une solution a 1% de lignosulfonate dans 2 volumes des pores; aucune augmentation de la recuperation n'a ete observee en acroissant la concentration en lignosulfonate. Si l'on se base sur le present travail preliminaire, les solutions des lignosulfonates semblent meriter une attention plus poussee dans les etudes faites pour augmenter la recuperation d'huile.

Reliability and limitations of pulse chromatography in evaluating properties of flow systems: 1. modelling and experimental considerations

Abstract: Reproducibility of response characteristics and parameters derived therefrom, and adequacy of the Kubin-Kucera model for pulse chromatography were investigated experimentally using the physisorption of methane and ethane on silica gel. Reproducibility was found to be excellent, while the agreement of predicted and observed effects of velocity, particle size, temperature and bed length on model parameters confirmed the adequacy of the model. Agreement of the pore diffusivity and the adsorption equilibrium constant with values measured by other techniques provide further support for the model. Rearrangement of model terms shows that the rate coefficient for physisorption and the mass transfer coefficient cannot be measured using chromatography. On a etudie experimentalement, au moyen de la physisorption du methane et de l'ethane sur du gel de silice, la reproductibilite des caracteristiques des reponses et des parametres qu'elles permettent de calculer, ainsi que la validite du modele de Kubin et Kucera pour les pics de chromatographie. On a trouve alors que l'accord entre les effets observes et calcules de la vitesse, de la dimension des particules, de la temperature et de la longueur du lit, sur les parametres du modele, ont permis de confirmer la validite du modele. Le fait que les valeurs obtenues pour le coefficient de diffusion dans les pores et pour la constante d'equilibre d'adsorption soient en accord avec les valeurs mesurees par d'autres methodes, constitue une autre confirmation de la validite du modele. Le rearrangement des termes du modele indique qu'on ne peut mesurer par chromatographie ni le coefficient de vitesse de physisorption ni celui du transfert de masse.

Concentration multiplicity and stability for autocatalytic reactions in a continuous stirred‐tank reactor

Abstract: Concentration multiplicity and stability for autocatalytic reactions of the type A + R R + R with overall rate expression in a continuous stirred-tank reactor (CSTR) is analyzed in a rigorous way in this paper. Important parameters for multiplicity criteria are reaction orders m and n, dimensionless space time Θ, and the ratio P of feed concentration of R to that of A. Necessary conditions for the system to have multiple exit concentrations (conversions) are defined in the (m, n, P) space. Multiplicity is guaranteed by limiting the dimensionless space time in a proper range in addition to the necessary conditions. Stability analysis shows that there is no periodic oscillation for the system. The upper and lower steady states of multiple solutions are both asymptotically stable. A unique steady state is globally stable. On analyse d'une maniere rigoureuse, dans le present travail, la multiplicite et la stabilite des concentrations dans le cas de reactions auto-catalytiques du type A + R R + R, qui se produisent dans un reacteur continu et a reservoir agite (CSTR) et impliquant l'expression globale de vitesse Les parametres importants pour les criteres de multiplicite des concentrations sont: (a) les ordres de reaction m et n; (b) l'espace-temps sans dimensions (θ) et le rapport P entre la concentration d'alimentation de R et celle de A. Les conditions requises pour que le systeme ait des concentrations multiples a la sortie (transformations) sont definies dans l'espace (m, n, P). La multiplicite des concentrations est assuree en restreignant l'espace-temps sans dimensions sur un domaine approprie, en plus des conditions necessaires. L'analyse de la stabilite indique qu'il n'existe aucune oscillation periodique pour le systeme. Les regimes permanents superieurs et inferieurs des solutions multiples sont stables d'une maniere asymptotique. Un seul regime permanent est totalement stable.

Influence of operating parameters on selectivity in a separation process by liquid membrane permeation for the system styrene‐ethylbenzene

Abstract: An experimental comparative analysis of various factors involved in the separation of styrene-ethylbenzene mixtures by liquid membrane permeation was performed. The choice of the proper surfactant and the influence of the ratio surfactant/solvent/feed and of the operating parameters were investigated. An attempt is made to interpret the experimentally determined characteristics of the system on the basis of a diffusive model adapted to this kind of separation. On a fait une analyse experimentale et comparative de differents facteurs qu'implique la separation de melanges de styrene et d'ethylbenzene a l'aide d'une membrane liquide. On a etudie le choix de l'agent tensio-actif approprie ainsi que l'influence des differentes variables operatoires et en particulier les proportions de l'agent tensio-actif, du solvant et de l'alimentation. On a cherche a interpreter les caracteristiques du systeme determinees experimentalement, sur la base d'un modele de diffusion adapte a ce genre de separation.

Mixing of large particles in two‐dimensional gas fluidized beds

Abstract: The fluidization and solids mixing characteristics of very large particles were investigated in a two-dimensional gas fluidized bed. Bubble or slug induced drift and gross solids circulation appeared to be the predominant solids mixing mechanisms in this large particle bed. The contribution from wake mixing appeared to be negligible and radial mixing was more rapid than axial mixing. Apparently, segregation in the axial direction resulted from preferential transportation of the lighter particles upwards with rising bubbles and from interparticle competition to fill the voidage created by the rising bubbles. No appreciable segregation occurred in the radial direction. A nonstationary random walk model has been developed to characterize mixing and segregation of fluidized large particles. On a etudie les caracteristiques de la fluidisation et du melange des matieres solides de tres grosses particules dans un lit a deux dimensions et fluidise par un gaz. Les mouvements induits par les bulles et le pistonnage, ainsi que la circulation d'ensemble des solides semblent ětre les mecanismes predominant du melangeage des solides dans un lit de grosses particules. La contribution du melange due au sillage a paru negligeable et le melange radial s'est avere plus rapide que le melange axial. Apparemment, une segregation dans le sens axial a resulte du transport vers le haut des particules legeres, conjointement avec les bulles qui s'elevaient, et de la concurrence entre les particules pour remplir le vide cree par les bulles ascendantes. On a mis au point un modele de marche aleatoire et non stationnaire pour caracteriser le melange et la segregation des grosses particules fluidisees.

Vapor‐liquid equilibria for the ternary system n‐Heptane/n‐Propanol/l‐Chlorobutane and its constituent binaries at 298.15 K

Abstract: Isothermal liquid-phase composition — total pressure, x-P, data were measured for the ternary system n-heptane/n-propanol/l, chlorobutane and its constituent binaries at 318.1 S and 338.15 K. A total pressure static equilibrium apparatus was used. The binary x-F data were correlated using four semi-empirical local-composition expressions for the activity coefficients, i.e. the Wilson, the LSG, the LCG and the UNIQUAC equations. The performance of these equations to predict the ternary data has been compared. In general, all four equations were found to give good predictions. The best results were obtained with the Wilson and the LCG equations. On n mesure les donuees de composition liquide en function de la pression a temperature constante (x, P) pour le systeme ternaire constitue du n-heptane, du n-propanol et du Lchlorobutane, ainsi que celles des binaires constituant ce systeme, aux temperatures de 318.15 K et 338.15 K. On a employe un apparcil statique avec mesure de la pression totale. On a etabli des correlations entre les resultats x-P, en employant pour les coefficients d'activite, quatre expressions semi-empiriques utilisant le concept de composition locale, a savoir les equations LSG, LCG, UNIQUAC et telle de Wilson. On a compare la performance de ces equations pour la prediction des resultats relatifs au systeme ternaire; ou a trouve que les quatre equations permettaient d'obtenir des bonnes predictions, mais que l'equation LCG et celle de Wilson fournissaient les meilleurs resultats.

The oxidative dehydrogenation of ethylbenzene to styrene

Abstract: The results of a kinetic study of the oxidative dehydrogenation of ethylbenzene to styrene over an organic catalyst (pyrolyzed polymerized acrylonitrile) are reported. The reaction is found to be second order in ethylbenzene and zero order in oxygen with an activation energy of 76.5 kJ/mol. The rate equation is: where R = 8.31 J/niol.K and concentration (CEtB) is expressed as mol/L. The catalyst is more active than conventional metal oxide catalysts and appears to be quite stable under reaction conditions. The results suggest that, using the PPAN catalyst, it may be possible to reduce the operating temperature of the oxidative dehydrogenation of ethylbenzene to about 250-300°C, thereby avoiding some of the problems of the present high temperature process.

Prediction of mean drop size in batch agitated vessels

Abstract: A correlation is proposed for prediction of mean drop size in agitated vessels in the two major hydrodynamic regimes of importance as observed in this study covering a wide range of holdup from 0.01 to 0.5 and impeller Weber numbers from 35–200,000. On propose une correlation pour prevoir les dimensions moyenne des gouttes dans des reservoirs agites, dans le cas des deux principaux regimes hydrodynamiques observes dans la presente etude. Cette etude couvre un vaste domaine de rapports de retention (0.01 a 0.5) et de nombres de Weber de l'helice (35 a 200,000).

Hydroxylamine production by electroreduction of nitric oxide in a trickle bed cell

Abstract: Hydroxylamine was produced in a trickle bed cell by passing nitric oxide gas and sulphuric acid catholyte co-currently downward through a cathode bed of tungsten carbide particles. The dependence of hydroxylamine concentration and current efficiency on cathode activity and particle size, flow rate and composition of gas and catholyte, bed height, and reactor temperature and pressure are reported. Hydroxylamine concentrations of up to 0.18 mol/L were produced at 62% current efficiency in a single pass through a 0.375 m high cell operated at atmospheric pressure and a current density of 213 A/m2. The hydroxylamine concentration increased with cell pressure, gas flow rate and decreases in catholyte flow and could be raised to 0.4 mol/L by recycling the catholyte. The process appears to be controlled by mass transfer at current densities over 400 A/m2 and by electrochemical reaction below about 300 A/m2. On a produit de l'hydroxylamine, dans une cellule a trois phases, en faisant passer simultanement de haut en bas de l'oxyde nitrique gazeux et de l'acide sulfurique (“catholyte”), a travers un lit cathodique de particules de carbure de tungstene. On rapporte la variation de la concentration de l'hydroxylamine et de l'efficacite du courant avec l'activite de la cathode, la dimension des particules, le debit et la composition du gaz et du “catholyte”, la hauteur du lit, la temperature et la pression dans le reacteur. On a produit de l'hydroxylamine en concentrations allant jusqu'a 0.18 mole/litre, pour un rendement de courant de 62%, avec un seul passage dans une cellule de 0.375 metre de hauteur, qui fonctionnait a la pression atmospherique et a une densite de courant de 213 A/m2. La concentration d'hydroxylamine s'est accrue avec la pression de la cellule et la debit du gaz, et a diminue avec le debit du catholyte; on a pu atteindre 0.4 mole par litre par recyclage du catholyte. Le procede a semble controle par le transfert de masse a des densites du courant excedant 400 A/m2 et par la reaction electrochimique pour une densite de courant inferieure a 300 A/m2 approximativement.

The oxidation of ethylene over a supported platinum catalyst

Abstract: The complete oxidation of ethylene over a 0.3% Pt/Al2O3 catalyst, at ethylene concentration of ≤ 1.0 mol/m3 and oxygen concentrations of 0.16 to 8.6 mol/m3, was studied in a recycle reactor at temperatures of 362 to 472 K. The activity of the catalyst was influenced by pretreatment and reaction conditions causing fluctuations in rate measurements. Nevertheless, a simple rate function, r =Ae−E/RT[O2]/[C2H4], fitted the data as well as more complicated rate functions. On a etudie, dans un reacteur a recyclage et a des temperatures comprises entre 362 et 472K, l'oxydation totale de l'ethylene sur un catalyseur forme de 0.3% Pt/Al2O3; la concentration de l'ethylene etait ≤ 1.0 mole/m3 et celle de l'oxygene variait entre 0.16 et 8.6 moles/m3. L'activite du catalyseur a ete influencee par un traitement prealable et par les conditions de la reaction, ce qui a produit des fluctuations dans les mesures de la vitesse. Toutefois, une equation de vitesse simple, a savoir r =Ae−E/RT[O2]/[C2H4] s'est trouvee en aussi bon accord avec les resultats que des equations de vitesse plus compliquees.