Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English
Сравнение и выбор определенного тцпа реактора — сложная техническая задача, для р ш ния которой необходим совместный анализ большого числа технологических н экономических фак-. торов.

ПОИСК





Сравнение и выбор типа реактора

из "Процессы и аппараты химической промышленности"

Сравнение и выбор определенного тцпа реактора — сложная техническая задача, для р ш ния которой необходим совместный анализ большого числа технологических н экономических фак-. торов. [c.494]
Одна из важнейших характеристик реактора — величина его удельной производительности, численно равная количеству основного продукта, получаемого с единицы реакционного объема в единицу времени (в случае гетерогённб-Каталитиче-ских реакций объем продукта можно относить к единице массы катализатора). Удельная производительность может иметь различные единицы измерения кг/(м -с), кг/(кг-с) или кмоль/(м -с), кмоль/(кмоль-с). [c.495]
Величина удельной производительности реактора связана непосредственно с кинетикой химического процесса и типом реактора. Для различных типов химических реакторов эта характеристика неодинакова. Сравнение непрерывнодействующего реактора и реактора периодического действия показывает, что для достижения одной и той же величины удельной производительности и аппаратах требуется разное время. В последнем случае к чистому времени химического процесса т необходимо добавить, дополнительное время То, связанное с периодичностью процесса и непроизводительными затратами времени (загрузка, выгрузка, охлаждение, разогрев и др.). Влияние дополнительного времени сильнее всего проявляется при проведении быстрых химических превращений, что делает явно невыгодным использование в этом случае периодического реактора. Однако для реакций, протека19-щих медленно и в малом объеме, реакторы периодического действия распространены достаточно широко. [c.495]
Для проведения простых реакций первого порядка в каскаде аппаратов идеального смешения их реакционные объемы должны быть постоянны, а когда реакции сложные и порядок основной реакции выше, чем побочных реакций, объемы аппаратов в каскаде постепенно увеличиваются. При дальнейшем понижении концентраций исходных веществ требуется меньший реакционный объем аппаратов смешения, чем объем аппарата вытеснения. [c.496]
Для реакций, протекающих длительное время (например, полимеризации), наименьший реакционный объем будет при использовании каскада аппаратов с перемешиванием. Когда температура реакционной среды постоянна, а скорость превращения не зависит от состава реакционной смеси, величина необходимого реакционного объема аппарата не зависит от гидродинамического типа. [c.496]
Большое влияние выбор типа реактора оказывает на селективность процесса, качество получаемого продукта, что объясняется прежде всего разным характером распределения концентраций реагентов и продуктов в реакционном объеме аппарата. Это особенно важно учитывать при проведении последовательных и параллельных реакций разного порядка. Например, при реакции полимеризации от типа реактора может в большой степени зависеть распределение молекулярных масс образующихся полимеров. Объясняется это тем, что реакция имеет вероятностный многостадийный характер (активация, образование цепи, ее рост, обрыв) и, следовательно, на качество продукта (распределение по молекулярным массам) основное влияние оказывают время пребывания и изменение концентрации в реакционном объеме. Эти факторы изменяются по-разному в реакторах различного типа. Например, в реакторе вытеснения трудно обеспечить высокое качество продукта, так как большой диапазон изменения времени пребывания по сечению аппарата при наличии высокой вязкости среды создает резкую разницу в степени полимеризации у стенки аппарата и по его оси. Поэтому наиболее распространенным типом реактора для таких процессов является аппарат смешения или каскад из таких аппаратов. [c.497]
В заключение следует отметить, что существует общее правило, по которому на основе вида кривой степень превращения— селективность устанавливают связь между избирательностью химического процесса и его аппаратурным оформлением. Если эта зависимость нисходящая, то следует выбирать либо аппарат смешения периодического действия, либо аппарат вытеснения, а для реакций с возрастающей зависимостью— аппарат смешения непрерывного действия. [c.497]
Кроме кинетических закономерностей процесса, которые являются одним из главных факторов при выборе и сравнении типов реакционных аппаратов, во многих случаях следует учитывать и экономическую эффективность зависимость себестоимости продукта и ее слагаемых, а также доход от удельной производительности реактора (рис. 17.15). Эта необходимость объясняется тем, что, как было показано ранее, технологические условия (концентрация, температура, давление, соотношение реагирующих потоков и др.) могут по-разному влиять на такие показатели, как степень превращения, селективность, удельная производительность реактора, а следовательно, и на себестоимость продукта. [c.499]


Вернуться к основной статье


© 2025 chem21.info Реклама на сайте