ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Задачи для самостоятельного решения из "Расчеты химико-технологических процессов" Для процесса была взята 75%-ная кислота. [c.103] На рис. 1 представлена схема типичного химико-технологического процесса. [c.104] Для инженера-химика, разрабатывающего реактор, в котором будет осуществляться химико-технологический процесс, необходимо знание в первую очередь кинетики процесса. От скорости протекания процесса зависит объем реакционных аппаратов, производительность и интенсивность работы оборудования. Зная зависимость скорости процесса от различных факторов, технолог может сознательно управлять процессом и применять различные приемы для достижения максимального выхода продукта с минимальной затратой времени. [c.104] Общая скорость процесса складывается из скоростей его отдельных стадий и определяется наиболее медленной (лимитирующей) стадией. Если наиболее медленной является стадия подвода исходных веществ в зону реакции или отвода продуктов, и она лимитирует общую скорость процесса, считается, что процесс протекает в диффузионной области. Если общую скорость процесса лимитируют скорости химических реакций или одной из них, считают, что процесс протекает в кинетической области. Если скорости всех стадий соизмеримы, то процесс протекает в переходной области. [c.104] В зависимости от того, в какой области протекает процесс,, применяются различные выражения для математического описания скорости процесса и различные приемы для увеличения общей скорости процесса. [c.104] Коэффициент k характеризует скорость процесса и поэтому называется коэффициентом или константой скорости процесса. Коэффициент к, как правило, отражает влияние всех факторов, не учтенных движущей силой процесса, а также все отклонения реального процесса от этой упрошенной зависимости. [c.105] Рассмотрим отдельно закономерности протекания процесса в кинетической и диффузионной областях. [c.105] В настоящей главе мы остановимся на особенностях протекания процесса в кинетической области. Кинетика процессов в диффузионной области рассмотрена ниже в гл. VII. [c.105] Скорость реакции можно I выразить изменением числа молей какого-либо компонента, происходящим за единицу времени в единице объема фазы (в случае гомогенной реакции) или на единицу поверхности раздела фаз (в случае гетерогенной реакции). [c.105] Для гомогенных систем, как правило, у и Ур равны и уравне ния (IV, 2) и (IV, 4) совпадают. Скорость реакции является функцией параметров системы. Зависимость скорости реакции от параметров системы одинакова при любом выражении скорости реакции. При изменении выражения скорости будут меняться лищь. константы пропорциональности и их размерности. [c.106] Рассмотрим некоторые принципиально различные выражения скоростей химических реакций. [c.106] Параллельные и последовательные ре акции А + В- С А-ЬВ О. [c.108] Подобные рассуждения справедливы и для последовательных реакций А-(-В-) С А + С Ь. [c.108] Аналогичные уравнения можно получить и для реакций других порядков. [c.109] Влияние температуры на скорость химической реакции необходимо рассматривать для нахождения оптимальных условий проведения химико-технологического процесса. Рассмотрим два различных случая 1) процесс необратимый и 2) процесс обратимый. [c.109] В первом случае температура будет влиять только на скорость процесса, во втором — как на скорость, так и на равновесие. [c.109] С повышением температуры, согласно уравнений (IV,26) и (IV,27), возрастает константа скорости реакции и соответственно скорость реакции. Однако, по мере протекания реакции, уменьшается движущая сила процесса ([А] [В] ), которая к концу реакции стремится к нулю. Выход продукта при этом стремится к максимальному. Эти рассуждения иллюстрируются рис. 2. [c.110] Из рис. 2 видно, что увеличение времени пребывания продукта в реакторе позволяет при данной температуре обеспечить более высокую степень превращения. [c.110] Реакция обратима. Влияние температуры на скорость протекания обратимых реакций выражается кривыми, изображенными на рис. 3 и 4. [c.110] Как видно из рис. 3, для экзотермических реакций при постоянстве времени реакции степень превращения достигает максимума, а затем снижается с повышением температуры. Температура, соответствующая максимальному выходу продукта, называется оптимальной температурой. [c.111] Вернуться к основной статье