Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English
Для получения наибольшего выхода целевого продукта химическую переработку исходных веществ следует проводить в оптимальных условиях, обеспечивающих наибольшую скорость химического превращения, а следовательно, и максимальную производительность реактора. Для этого надо знать, какие независимые переменные необходимо изменять для управления химическим процессом, чтобы увеличить скорость его протекания. На основе рассмотрения кинетических закономерностей к таким величинам должны относиться время, концентрация или давление), температура, величина межфазной поверхности и активность катализатора, В зависимости от условий проведения химического процесса управляющей переменной величиной будет одна из перечисленных выше, а основными технологическими способами ведения химических процессов (методами оперирования) оперирование во времени управление рабочими концентрациями управление температурным режимом создание развитой поверхности контакта гетерогенных фаз поддержание активности катализатора.

ПОИСК





Способы ведения химических процессов (методы оперирования)

из "Процессы и аппараты химической промышленности"

Для получения наибольшего выхода целевого продукта химическую переработку исходных веществ следует проводить в оптимальных условиях, обеспечивающих наибольшую скорость химического превращения, а следовательно, и максимальную производительность реактора. Для этого надо знать, какие независимые переменные необходимо изменять для управления химическим процессом, чтобы увеличить скорость его протекания. На основе рассмотрения кинетических закономерностей к таким величинам должны относиться время, концентрация или давление), температура, величина межфазной поверхности и активность катализатора, В зависимости от условий проведения химического процесса управляющей переменной величиной будет одна из перечисленных выше, а основными технологическими способами ведения химических процессов (методами оперирования) оперирование во времени управление рабочими концентрациями управление температурным режимом создание развитой поверхности контакта гетерогенных фаз поддержание активности катализатора. [c.471]
Оперирование во времени. По этому методу все химические процессы можно разделить на четыре основные группы периодические, непрерывные, полупериодические, сменно-циклические. [c.471]
Непрерывные процессы протекают в реакторах непрерывного действия. В таких аппаратах осуществляется большинство современных крупнотоннажных химических производств. Эти реакторы высокопроизводительны, легко поддаются механизации ири обслуживании и автоматическому контролю и регулированию при управлении. Теория непрерывных процессов позволяет сопоставить основные факторы, определяющие периодичность и непрерывность процесса (табл. 16.4). [c.472]
Полупериодические полунепрерывные) процессы характеризуются тем, что в них одни реагенты вводятся непрерывно, а другие — периодически. Реактор полупериодического действия используется в относительно малотоннажных производствах, например при проведении высокоэкзотермических процессов, так как, изменяя скорость подачи реагентов, постепенно вводимых в реактор (обычно более реакционноспособных), можно регулировать скорость процесса. [c.472]
Сменно-циклические процессы отличаются от других взаи мосвязанными стадиями (циклами), которые имеют противоположные тепловые эффекты. Непрерывность движения реагентов и продуктов реакции обеспечивается установкой нескольких аппаратов (реакторов), переключающихся на отдельные стадии (циклы) процесса через определенные промежутки времени. Обычно такое переключение циклов — программное. [c.473]
Управление рабочими концентрациями. На практике наиболее распространены следующие способы управления ходом химического процесса путем изменения рабочих концентраций в реакторе рециркуляция непревращенных реагентов, т. е. сырья рециркуляция одного из реагентов (или самого продукта реакции) многоточечный подвод исходных веществ (компонентов) к реактору секционирование реакционного объема аппарата. [c.473]
Рециркуляция непрореагировавших исходных веществ позволяет более полно использовать сырье, сократить реакционный объем и время реакции. [c.473]
Рециркуляция одного из реагентов (обычно менее реакционноспособного) позволяет достигнуть большей глубины и избирательности процесса химического превращения, а также регулировать (тормозить) некоторые высокоэкзотермические процессы (например, полимеризация этилена). [c.473]
Подвод реагентов в разные точки объема реактора способствует избирательности процесса и позволяет регулировать его скорость (особенно скорость выделения теплоты во время реакции). Многоточечный подвод, как правило, осуществляют за счет наиболее реакционноспособного компонента, который может давать разные продукты реакции. [c.473]
Секционирование реакционного (рабочего) объема реактора приводит к увеличению средней движущей силы процесса и потому находит наибольшее применение в аппаратах смешения. На практике такой метод применяют в аппаратах с большими диаметрами, поскольку в этом случае удается уменьшить влияние внутриреакторного перемешивания реагирующих веществ, предотвратить нежелательное изменение направления и скорости реакции, понизить выход промежуточных продуктов и сделать условия осуществления обратимых реакций более благоприятными. Секционирование может быть выполнено в одном аппарате путем расчленения его на отдельные составные части, последовательно или параллельно соединенные между собой, либо путем разделения реакторного устройства на ряд самостоятельных реакционных аппаратов, соединенных последовательно, — каскад (батарея) реакторов (см. рис. 17.5,г). [c.473]
Управление температурным режимом. В зависимости от способа подвода или отвода теплоты в реакторе тепловой режим может быть изотермическим, адиабатическим или политропи-ческим. [c.474]
На практике температурным режимом работы реактора управляют двумя способами теплообмена — непрерывным или ступенчатым. При непрерывном обмене теплотой реактор должен иметь поверхность теплообмена, расположенную непосредственно в зоне реакции, чтобы обеспечить теплообмен на всем протяжении пути реагирующего потока. При ступенчатом теплообмене поверхность теплообмена должна быть размещена вне зоны реакции (вынесена в отдельную часть аппарата или вне его). [c.474]
В качестве теплоносителей могут быть использованы реакционная смесь (сырье), продукты реакции, газы, твердый катализатор и т. д. В некоторых случаях требуется сочетать непрерывный теплообмен со ступенчатым отводом теплоты. [c.474]
Метод управления температурным режимом следует рассматривать в связи с изменением рабочих концентраций. Действительно, количество поглощенной или выделенной теплоты зависит от скорости реакции, поэтому регулирование процесса путем изменения рабочих концентраций должно вызвать изменение рабочих температур. Однако регулирование температур может в свою очередь оказывать влияние на изменение рабочих концентраций. [c.474]
Создание развитой поверхности контакта фаз. Такой способ оперирования имеет первостепенное значение для гетерогенных процессов химического превращения, в которых скорость подвода и отвода как массы, так и теплоты реагентов определяется величиной поверхности взаимодействующих фаз. На практике увеличения ее достигают разнообразными техническими методами эмульгированием для несмешивающихся жидкостей, созданием пленки, барботажем, распылением для систем газ — жидкость и созданием движущегося, кипящего или суспензированного слоя, а также измельчением для процессов с твердой фазой. [c.474]
Поддержание активности катализатора. Этот метод оперирования используется только для управления гетерогенными каталитическими процессами и может быть осуществлен на практике одним из следующих способов полной заменой катали-заторной массы, частичной сменой катализатора, реактивацией катализатора в объеме реактора или вне его, циркуляцией катализатора и т. д. [c.474]


Вернуться к основной статье


© 2025 chem21.info Реклама на сайте