ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Реакторы для параллельных реакций из "Инженерное оформление химических процессов" Увеличение или уменьшение значения величины, стоящей в правой части уравнения (VII,3), приводит к соответствующему возрастанию или уменьшению отношения SIR. Рассматривая это уравнение, легко видеть, что единственным фактором, изменяя который можно управлять реакцией, является величина С , поскольку 1, UI и U2 — константы для данной системы при данной температуре. [c.165] Возвращаясь к рассматриваемой реакции, определим, нужно ли концентрацию исходного вещества поддерживать высокой или низкой. [c.165] Если UI U2, т. е. порядок основной реакции больше, чем порядок побочной реакции, то разность отрицательна тогда из уравнения (VII,3) следует, что отношение SIR уменьшается с возрастанием Сд. Это соответствует благоприятному течению процесса, поскольку получение продукта 5 нежелательно. Значит, в данном случае преимущественное образование продукта R будет наблюдаться в периодически действующем реакторе или в реакторе идеального вытеснения с минимальным объемом. [c.165] Если й 1 а, т. е. порядок основной реакции меньше, чем порядок побочной реакции, то для преимущественного образования продукта Я нужно проводить процесс при низкой концентрации вещества А. Однако в этих условиях необходим реактор большого объема, т. е. требование получения продукта с минимальным количеством побочного вещества 5 и требование минимизации объема реактора являются в данном случае взаимно исключающими. Оптимальные условия осуществления процесса можно найти сопоставлением затрат на. очистку конечной смеси от побочного продукта 5 и затрат на приобретение и обслуживание реактора относительно большой емкости. [c.166] Кроме воздействия на соотношение продуктов реакции на выходе из аппарата путем подбора исходной концентрации вещества или выбором соответствующего типа реактора, процессом можно также управлять, изменяя величину отношения к к . Для этого рекомендуется а) подбирать температурные условия процесса, если энергии активации обеих реакций различны (подробнее см. главу VIII) б) использовать катализатор, не одинаково влияющий на ускорение реакций, т. е. обладающий избирательностью действия этот способ может оказаться значительно эффективнее всех остальных, описанных ниже. [c.166] Таким образом, различные комбинации высокой и низкой концентраций исходных веществ оказывают существенное влияние на проведение конкурирующих реакций. Кроме того, варьирование концентраций исходных материалов является простым и весьма действенным способом регулирования состава образующейся реакционной массы. Практически это достигается выбором определенного режима сливания реагирующих веществ. [c.167] На рис. VH-l и VH-2 представлены основные способы сливания жидкостей, содержащих исходные реагенты, при которых в различных комбинациях обеспечиваются высокие и низкие концентрации исходных веществ в периодически действующих и проточных реакторах. [c.167] Стоимость исходных веществ относительно высока, но полное выделение их из смеси продуктов реакции не требует больших затрат. Кроме того, крайне желательно, по возможности, не допустить образования веществ 5 и и. Необходимо также обеспечить проведение процесса в реакторе небольшого объема вследствие высокой стоимости отделения веществ 5 и Ь от продуктов и Г и указанной высокой стоимости веществ А а В. Требуется выбрать рациональную хему реактора для получения продуктов Я и Т. [c.168] Поэтому при осуществлении процесса значительно важнее обеспечить низкую концентрацию вещества В, чем высокую концентрацию вещества А. Аппарат, в наибольшей степени удовлетворяющий этому условию, представляет собой проточный реактор идеального смешения, в котором поддерживается избыток вещества А. Однако в данном случае большая часть его будет оставаться непревращенной и удаляться из реактора. [c.169] В соответствии с уравнением (в) можно заключить, что снижение приводит к наиболее благоприятному составу смеси на выходе из реактора. [c.169] Однако при рекомендуемой схеме можно придти к реактору такого объема, которого практически быть не может. [c.169] Полный расчет данного процесса с учетом выбора экономически эффективного размера реактора приведен в примере УП-2. [c.169] В общем виде может изменяться по мере прохождения жидкости через реактор. В этом случае ф также является переменной величиной. [c.169] Общую избирательность процесса находят при помощи уравнения (VII,9). [c.170] Таким образом, для определения общего выхода продукта Я достаточно располагать сведениями о количестве расходуемого во время реакции вещества А. В более общем случае, когда в реакции участвуют несколько реагентов, общую (интегральную) избирательность процесса рассчитывают на основании данных о расходах одного реагента и каждого исходного вещества или с учетом определения скорости образования каждого продукта реакции. Такой метод расчета отличается простотой и удобством. [c.170] Рассмотрим теперь выражение для определения доли превращения вещества А в продукт Я применительно к реакторам различных типов. [c.170] Таким образом можно найти величину отношения 5/7 для различных реакторов, причем описанный метод приложим ко всем типам параллельных реакций. [c.171] Если предположить, что общая скорость исчезновения исходного реагента при нескольких параллельно протекающих реакциях равна сумме скоростей каждой из этих реакций, т. е. [c.171] Таким образом, при осуществлении процесса в этом реакторе количество примесей составит 81%. [c.172] Следовательно, содерл ание примесей в продукте равно 50%. [c.172] Вернуться к основной статье