ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Батарея реакционных аппаратов с мешалками из "Процессы и аппараты органического синтеза и биохимической технологии" Эффективность работы реакционной батареи зависит от числа ступеней, размеров отдельных ступеней и от интенсивности перемешивания. Если перемешивание достаточно, то концентрация во всем объеме реакционной массы для данной ступени равномерна и на выходе она такая же, как внутри аппарата. [c.35] С — концентрация г — скорость реакции. [c.35] Скорость реакции может быть выражена, как функция концентрации одного из реагентов, т. е. [c.35] Учитывая данную концентрацию при поступлении массы в тот или другой аппарат батареи, можно получить путем совместного решения (II. 2) и (II. 4) значение концентрации для соответствующей ступени. [c.36] Применительно к концентрации у входа в аппарат уравнение (II. 6) представляет линейную зависимость между концентрацией на выходе и скоростью реакции. Прямая линия пересекает абсциссу в точке Ст- И имеет наклон —1/9т. Однако не все значения Гт и Ст находятся менеду собой в таком соответствии, а только те, которые также отвечают кинетическому уравнению (II. 4). Таким образом, точка пересечения этой линии с кривой, изображающей зависимость скорости реакции от концентрации, определяет Ст.- Нэ рис. II. 2 показан ход решения. После того как Ст определена, индексы в уравнении (II. 6) повышают на 1 и повторяют графическое решение с целью определения концентрации на выходе в следующей ступени. [c.36] Если размеры аппаратов одинаковы, то продолжительность пребывания материала в них одна и та же и прямые линии, представляющие уравнение (II. 6), параллельны. [c.36] Этот метод применим только в тех случаях, где скорость реакции выражается как функция одной переменной. [c.36] Для сложных реакций используется аналитический метод. [c.36] По рис. II. 3, б получим для трех ступеней Саз = 0,52 для четырех ступеней ai = 0,42. [c.38] Пример. Нитрование бензола нитрующей смесью из водных растворов азотной и серной кислот было проведено в пятиступенчатом реакторе с мешалксй. Условия, прн которых протекала реакция, даны на рис- П. 4. Температура 30° С поддерживалась с помощью водяной рубашки. Объем этой системы во время реакции оставался постоянным. В соответствии с указанными на схеме потоками водная фаза составляла 31,414 моль л смеси, а органическая фаза — 2,5151 моль л смеси. [c.40] Объем массы для каждой ступени равен 103 мл. При данной концентрации серной кислоты скорость реакции определяется концентрацией азотной кислоты в водной фазе и концентрацией бензола в органической фазе. На рис. II. 5 представлены результаты опытов, выполненных в системе аппаратов периодического действия с концентрацией серной кислоты 20,5 мол. %. [c.40] Определить к. п. д. ступени и сравнить работу этого реактора с проведением процесса в единичной стзчюни. [c.40] Конечные концентрации даны на рис. II. 4, а их значения для отдельных ступеней найдем методом подбора. [c.40] Результаты вычислений для остальных теоретических ступеней приведены в табл. II. 1. [c.41] При проведении сложных реакций распределение продукта в аппаратах зависит от метода работы и может повлиять на его выбор. Ниже исследуется в этой связи сложная (деградирующая) химическая реакция. [c.42] При проектировании производственных процессов химической технологии на основе лабораторных работ возникает вопрос о том, как должен быть организован процесс — периодически или непрерывно. В последнем случае необходим еще выбор реактора, который может быть трубчатым или в виде батареи аппаратов с мешалками. [c.43] В производстве органических продуктов выход часто является наиболее важной оценкой при сопоставлении нескольких методов. [c.43] В любой части реакционной массы, проходящей через трубчатый аппарат, имеет место непрерывное изменение состава — такое же, как при периодическом процессе. Однако элементарные слои жидкости на различных расстояниях от оси трубчатого аппарата имеют различную скорость движения массы, и здесь может происходить молекулярная диффузия от одной части потока жидкости к другой. Поэтому не все молекулы имеют одинаковое время пребывания в аппарате. В реакционной среде около оси аппарата реакция может протекать недостаточно полно, а жидкость, движущаяся у стенки, реагирует долго, особенно при деградируюпщх процессах в ламинарных потоках. [c.43] Вернуться к основной статье