ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Реакторы для проведения реакций в жидкой фазе и в эмульсиях из "оборудование производств основного органического синтеза и синтетических каучуков" Из рассмотрения реакторов различных типов видно, что основное значение для проведения реакций в системе газ — жидкость имеют реакторы барботажного типа и реакторы типа эрлифта. Поэтому мы остановимся на методах расчета только этих аппаратов. [c.203] Расчет реакторов барботажного типа. Расчет производится различными способами в зависимости от того, протекает процесс в диффузионной области или в кинетической. [c.204] Немцов провел анализ кинетики рассматриваемых процессов, на основании которого можно судить о том, в какой области протекает процесс. [c.204] Последняя величина не тождественна коэффициенту скорости молекулярной диффузии В и введена автором для характеристики скорости диффузии при наличии подвижных фаз. Она может меняться в зависимости от характера и интенсивности движения потоков у границы раздела фаз. [c.204] Рассмотрение уравнения (IV. 120) приводит к следующим выводам. [c.205] В этом случае скорость реакции уже не зависит от скорости подачи газовой фазы, а также от величины ко и изменяется прямо пропорционально величинам константы скорости химической реакции и концентрации вещества А в реакционной жидкости. Уравнение (IV. 122) описывает скорость реакции в кинетической области. [c.205] В соответствии с уравнениями (IV. 120), (IV. 121) и (IV. 122) во всех случаях скорость реакции прямо пропорциональна парциальному давлению реагирующего вещества В и коэффициенту его растворимости в реакционной жидкости. [c.205] Характер указанных зависимостей сохраняется и в случае более сложных кинетических зависимостей химических превращений. [c.206] Следует отметить, что все сказанное в равной мере относится и к реакциям между двумя жидкостями, из которых одна является непрерывной, а другая — дисперсной фазой. [c.206] Определив в какой области протекает процесс, можно приступить к расчету. Если установлено, что реакция идет в диффузионной области, то расчет сводится к определению требуемой поверхности массообмена и, таким образом, не отличается от расчета обычных диффузионных аппаратов, например абсорберов. Если оказывается, что процесс идет в кинетической области (более распространенный случай), необходимо вычислить объем реактора. При этом проще всего дело обстоит, когда известна производительность катализатора, которая обычно выражается в килограммах продукта, получаемого с 1 катализатора. Вычисление объема реактора, очевидно, не представляет труда. [c.206] В рабочих условиях жидкость в реакторе будет занимать большую высоту вследствие наличия в ней пузырьков барботируемого газа. [c.207] Для определения высоты слоя жидкости с учетом его расширения за счет барботируемого газа предложен ряд формул. [c.207] Выражение (IV. 137) получено из (IV. 136) без учета ввиду того, что его значения близки к единице. [c.208] Расчет реакторов типа эрлифта. В данном случае объем реакционной жидкости (без газа) рассчитывается аналогично барбо-тажным реакторам. [c.208] Высота подъемных и циркуляционных труб может быть рассчитана по формулам, предложенным X. Е. Хчеяном. [c.208] Остальные размеры реактора определяются конструктивно. [c.212] Реакции, в которых все компоненты систем являются жидкостями, довольно часто встречаются в технологии ООС и СК. В качестве примеров можно привести альдолизацию уксусного альдегида, гидролиз этилсульфатов в производстве этилового спирта сернокислотным методом, сложноэфирную конденсацию уксусного альдегида, омыление бутил- и амилхлоридов, синтез многих ядохимикатов и т. д. Большинство этих процессов протекает в гомогенной среде, однако некоторые (в частности, омыление алкилхло-ридов) протекают в гетерогенной системе, представляющей собой стабилизированную поверхностно-активными веществами эмульсию гидролизуемого материала в воде. Особенно широко химические процессы, проходящие в эмульсиях и суспензиях, используются в производстве синтетических каучуков (полимеризация и поликонденсация). [c.212] Нужно сказать, что гомогенные процессы в жидкой фазе отличаются от гетерогенных эмульсионных процессов главным образом кинетическими характеристиками. Технологическое же и аппаратурное их оформление весьма близки. Только в первом случае не нужно заботиться о стабильности системы, а во втором это необходимо и требуется определенная интенсивность перемешивания. Однако перемешивание обязательно в обоих случаях для обеспечения необходимого теплового режима и равномерного протекания реакции в объеме. Таким образом, вопрос гомогенизации эмульсии решается сам собой. [c.212] Реакторы для проведения реакций в жидкой фазе должны отвечать, в общем, тем же требованиям, что и реакторы для рассмотренных ранее гетерогенных систем за исключением требования о контакте фаз. Необходимо, чтобы реактор имел объем, достаточный для обеспечения желаемой степени превращения и был снабжен соответствукзщими устройствами для поддержания оптимального теплового режима. [c.212] Усек — объемный расход. [c.213] Вернуться к основной статье