ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Эффективность работы реакторных устройств из "Технологические методы нефтехимического синтеза" Эффективность осуществления химического процесса в технологии зависит от правильного выбора оптимальных условий этого процесса и от того, насколько полно эти условия соблюдаются в реакторе. [c.12] Главными показателями эффективности химических процессов являются средняя скорость реакции, выход целевого продукта па израсходованное сырье, степень превращения сырья за один проход через реактор. [c.12] Выход целевого продукта определяет степень полезного использования сырья и зависит практически от тех же условий, что и интенсивность процесса, однако в случае сложных реакций эти условия отражаются на выходе иначе, чем на скорости реакции. Например, повышение температуры наряду с ускорением целевой реакции может одновременно поднять удельный вес побочных реакций, т. е. снизить выход. То же можно сказать и об увеличении концентрации и о влиянии ряда других факторов на ход реакции. [c.13] Степень превращения сырья является функцией скорости реакции и времени пребывания реагентов в реакторе. В этом отношении она определяется объемом реактора и теми же факторами, от которых зависит скорость реакции. Но, кроме этого, степень превращения ограничивается некоторыми специфическими особенностями реакции, как, например, положением равновесия обратимых реакций или необходимостью прекращения реакции до полного использования сырья. Последнее часто диктуется неустойчивостью целевого продукта (который в ходе реакции подвергается дальнейшим превращениям) или сильным замедлением реакции к концу ее. [c.13] эффективность химического процесса зависи от причин весьма различного характера специфических особенностей реакции, выбора оптимальных условий и их соблюдения. Первое условие является следствием природы реагирующих веществ, второе — следствием итога лабораторных исследований и технико-экономических расчетов, определяющих, какому из основных показателей процесса целесообразно дать преимущество при выборе оптимальных условий, и, наконец, третье является следствием выбора типа и конструкции реактора. [c.13] Интенсивность технологических процессов повышается различными способами. Выбор способа зависит от того,, какое из физических или химических последовательных звеньев процесса является самым медленным, задержи-ваюш им ход всего процесса. Таким звеном может оказаться химическая реакция. Тогда для интенсификации технологического процесса используют различные пути интенсификации химических реакций увеличивают концентрацию реагентов, повышают температуру реакции, давление, применяют катализаторы и т. п. [c.14] Следует ьсегда помнить, что использование этих путей, наряду с увеличением скорости целевой реакции, может вызвать увеличение удельного веса побочных реакций. Иногда даже можно получить результат, противоположный желаемому. Поэтому пути интенсификации химических реакций требуется предварительно всесторонне изучить в лабораторных условиях и на пилотных установках и только после этого их можно рекомендовать к применению в промышленности. [c.14] Средняя скорость технологического процесса может ограничиваться не только скоростью химической реакции, по и физическими факторами теплообменом или массо-обменом. При этом интенсификация процесса может быть достигнута интенсификацией гидродинамического режима работы реактора или изменением конструкции реактора — созданием такой конструкции, которая дала бы возможность вести технологический процесс с максимальным приближением его скорости к скорости химического превращения. [c.14] Роль теплообмена в интенсификации работы химического реактора видна из следующих примеров. [c.14] В таких случаях удельная объемная скорость подачи сырья в реактор и время пребывания его в реакторе определяют не временем, необходимым для завершения химического превращения, а условиями, нужными для того, чтобы отвести (или подвести) необходимое количество тепла для поддержания требуемого температурного режима (т. е. приходится искусственно увеличивать время пребывания сырья в реакторе). Вследствие этого общая скорость технологического процесса будет отставать от скорости химической реакции. В этих условиях интенсификация процесса достигается увеличением поверхностей теплообмена, улучшением условий теплообмена, измене-ниел способа удаления (или подвода) тепла. [c.15] При многофазных процессах главную роль часто играют величина поверхности контакта фаз и скорость диффузии реагентов к этой поверхности. При этом чем больще скорость химического превращения, тем больше вероятность, что скорость процесса будет ограничиваться недостаточной поверхностью фазового контакта. Когда реакция идет с малой скоростью, то скорость подачи сырья к поверхности раздела фаз превышает скорость реакции и общая скорость процесса определяется скоростью химического превращения. В этом случае говорят, что процесс идет в области химической кинетики. Если же скорость реакции выше скорости диффузии сырья к поверхности контакта фаз и продуктов реакции от нее, то тогда общая скорость процесса зависит от скорости диффузии и, следовательно, процесс идет в диффузионной области. [c.15] Эффективным средством повышения интенсивности работы реакторов является применение рециркуляции и увеличение скорости рециркуляции (см. гл. II). [c.16] Интенсивность работы реактора зависит также от того, насколько точно соблюдается оптимальный режим концентрации и температуры во всем реакционном объеме. [c.16] Поддержание оптимальных условий в промышленном реакторе является весьма трудным делом. В большой массе реакционной смеси вследствие недостаточно интенсивного теплообмена и массообмена возможны значительные местные отклонения температуры и концентрации веществ. В случае же непрерывных процессов определенные трудности возникают также и при поддержании постоянного времени пребывания всех частиц реакционной смеси в реакторе (см. гл. II). Эти отклонения отрицательно влияют на интенсивность процесса. [c.16] При анализе работы химических реакторов особое внимание обращают на то, насколько близки основные показатели химического процесса, полученные в данном реакторе, к тем показателям, которые могут быть получены теоретически при оптимальных условиях. Степень приближения показателей работы реального реактора к теоретическим показателям по существу является коэффициентом полезного действия этого реактора. [c.16] Общий к. п. д. здесь можно представить в виде произведения двух к. п. д. [17]. Первый из них учитывает влияние гидродинамического режима, т. е. характера J распределения концентрации в реакторе (концентрационный к. п. д. т)к) второй учитывает влияние температурных условий (температурный к. п. д. т]т). [c.17] Пути повышения концентрационного к. п. д. рассматриваются в главе II, температурного — в главе III. [c.17] Наряду с этим существует определение к. п. д., учитывающее зависимость выхода целевого продукта от соблюдения оптимальных условий в реакторе [19] выход, однако, пе характеризует интенсивности работы реактора в обычном ее понимании. [c.17] Почти все реакции органических соединений являются сложными и часто обратимыми. Целевая реакция обычно сопровождается побочными процессами. Целевой продукт во многих случаях не обладает достаточной стойкостью в условиях реакции и может подвергаться дальнейшим превращениям. [c.17] Увеличение к. п. д. в данной его трактовке [19] ведет к снижению расхода сырья, энергии, рабочей силы на единицу продукции, т. е. к снижению эксплуатационных затрат, однако без учета амортизационных расходов. [c.18] Вернуться к основной статье