Реактор полного перемешивания

Рис. УП1-21. Схема реактора полного перемешивания.

Рис. У1П-29. Графический способ расчета каскада реакторов полного перемешивания.

Разделив левую и правую части этого выражения на.йт, получаем окончательный вид уравнения теплового баланса реактора полного перемешивания [c.295]

Наиболее простой вид уравнения материального и теплового балансов принимают для реакторов полного перемешивания (идеального смешения) и реакторов полного (идеального) вытеснения. [c.293]

Для наглядности равенства (11.35) и (11.37), связывающие X и у при = 1, а также значение величины селективности V изображены в виде кривых на треугольной диаграмме (рис. 12). Из анализа кривых следует, что с увеличением степени превращения X скорость побочной реакции увеличивается, при этом селективность уменьшается в обоих типах реакторов, всегда оставаясь меньшей в реакторе полного перемешивания. Например, при степени превращения X = 0,6 селективность процесса в реакторе полного вытеснения составляет 0,61, а в реакторе полного смешения — только 0,4. Снижение селективности наблюдается и при переходе от реактора периодического действия к реактору непрерывного действия, что весьма существенно при моделировании и объясняется различным уровнем концентрации целевого продукта в начальный и конечный моменты времени пребывания в аппарате. [c.34]

Выбор реактора зависит от многих технологических, экономических и конструктивных факторов. Только анализ взаимного их влияния позволяет принять окончательное решение. Здесь мы ограничиваемся изучением влияния кинетики процесса на тип используемого реактора. Будет показано, что для некоторых видов превращения такие влияющие на способ проведения процесса факторы, как распределение времени пребывания, величины и распределения концентраций и температур, могут существенно влиять на выход и качество продукта. Рассмотрим только три основных типа реакторов — реактор периодического действия, трубчатый реактор полного вытеснения и проточный реактор полного перемешивания, [c.337]

Реактор полного перемешивания. [c.293]

Часто на практике для полноты завершения химических реакций и обеспечения интенсивности перемешивания прибегают к использованию каскада реакторов полного перемешивания. Схема каскада реакторов приведена на рис. 3.11 [16], [c.49]

Математическая модель. Для случая периодической работы реактора полного перемешивания уравнение математической модели полностью определяется уравнением скорости реакции [c.20]

Рис. У1П-25. Графический способ расчета реактора полного перемешивания (данные из примера VI П-7).

Это выражение является общим проектным уравнением реактора полного перемешивания. [c.294]

Непрерывнодействующий реактор полного перемешивания. Такие реакторы широко применяются для проведения реакций в жидкой фазе или в гетерогенных системах, когда жидкость служит [c.303]

Следовательно, расчет реактора сводится к решению системы двух уравнений с двумя неизвестными а и Т. Для проточного реактора полного перемешивания это будет система алгебраических уравнений. В остальных случаях получается система дифференциальных уравнений. Как правило, для решения необходимо использовать численные или графические методы. Ниже будет рассмотрено несколько примеров расчета неизотермических реакторов. [c.332]

В реакторах полного перемешивания обеспечивается не только однородность состава, но также и температуры смеси реагентов. Следовательно, такой реактор может работать в изотермическом режиме даже в том случае, когда тепловой эффект реакции велик. Таким образом, реакторы данного типа оказываются особенно пригодными для процессов, которые необходимо проводить в широком интервале температур. Некоторые затруднения может вызвать теплообмен. Ввиду низкого значения отношения площади поверхности стенок аппарата к его объему часто возникает необходимость установки дополнительных теплообменных элементов, располагаемых либо в сосуде (например, змеевик), либо во внешнем цикле (так называемый выносной теплообменник). [c.304]

Удобной рабочей моделью реактора с неполным перемешиванием является многосекционный аппарат, представленный на рис. УШ-ЗЗ. Разделение реакционного пространства перегородками на большое число секций становится причиной того, что перемешивание приобретает локальный характер. Для упрощения математического описания примем, что внутри каждой секции перемешивание полное и никакого переноса массы между секциями, кроме обусловленного основным потоком реагентов, не происходит. Такой многосекционный реактор будет эквивалентен рассмотренному выше каскаду реакторов полного перемешивания. [c.322]

Используя это выражение в проектном уравнении непрерывнодействующего реактора полного перемешивания, находим [c.307]

В расчете каскада для каждой ступени используется проектное уравнение одиночного непрерывнодействующего реактора полного перемешивания. Пронумеруем последовательные ступени каскада от 1 до т. Обозначим через x концентрацию реагента А в смеси, покидающей -ю ступень. Если предположить, что в трубопроводах, соединяющих аппараты каскада, химическое превращение минимально, то можно считать концентрацию реагента А в смеси на выходе из -го реактора равной концентрации этого вещества в смеси на входе в реактор (рис. УП1-28). Используя [c.309]

Для каскада также можно использовать описанный выше графический метод расчета непрерывнодействующего реактора полного перемешивания. [c.311]

Сравнение каскада реакторов полного перемешивания и реак< тора полного вытеснения. Как было указано на стр. 308, замена одиночного реактора полного перемешивания каскадом таких реак- [c.320]

Когда перемешивание в реакторе умеренное или имеет локальный характер, достигаемая степень превращения будет имет значение, среднее между значениями а для реактора полного перемешивания и реактора полного вытеснения. [c.321]

Проверим теперь применимость принятой модели к предельным случаям. Реактор полного перемешивания идентичен каскаду при т — 1. Правильность модели для реакторов с потоком, близким [c.322]

Функция распределения времени пребывания для реактора полного перемешивания. Отклик на ступенчатый входной сигнал можно определить из проектного уравнения (УП1-272), подставив в него гд = О (трассер не уча- [c.324]

Используя реактор периодического действия (или реактор полного вытеснения), достигаем некоторой определенной селективности меньше единицы. Применение же проточного реактора полного перемешивания позволяет достичь селективности, довольно близкой к единице, но путем понижения производительности аппарата. Каскад реакторов является промежуточным случаем. Примерные пути реакций изображены на рис. УП1-40. [c.340]

Функция распределения времени пребывания в каскаде реакторов полного перемешивания может быть рассчитана при использовании уравнения (УП1-335) последовательно для отдельных ступеней. Получается система линейных дифференциальных уравнений. Решение ее дает возможность установить следующую зависимость для каскада т одинаковых реакторов [c.325]

Зависимость функции распределения времени пребывания, в единичном реакторе и каскаде реакторов полного перемешивания, а также в реакторе полного вытеснения от безразмерного времени пребывания 0 = т/т представлена на рис. УП1-35. Кривая ш = 1 соответствует единичному реактору полного перемешивания, а ступенчатая кривая т — оо — реактору полного вытеснения. [c.325]

Рис. VI П-37. Графический способ расчета неизотермического проточного реактора полного перемешивания.

Расчет реакторов неполного перемешивания. Сравнение кривых Р -х) для реактора неполного перемешивания и каскада реакторов полного перемешивания с большим числом ступеней свидетельствует об их подобии. Можно принять, что эти кривые будут идентичны, если их наклоны в точке т=т равны. Дифференцируя уравнение (УП1-338), получаем для каскада [c.327]

В результате сегрегации на выходе из реактора получается смесь элементов потока с различными степенями превращения и, следовательно, с различным составом соответствующих времен пребывания данного элемента в аппарате. В случае твердых частиц разброс времен пребывания непосредственно отражается на качестве продукта. Например, из реактора полного перемешивания выходит смесь зерен, время пребывания которых колеблется в пределах от т О (непрореагировавшее вещество) до т->оо (почти полное превращение). [c.329]

В случае последовательных реакций, когда целевой продукт одновременно является полупродуктом, для получения максимального выхода нужно использовать реактор периодического действия или реактор полного вытеснения. Если необходимо интенсивное перемешивание реагентов, например для улучшения теплообмена или развития межфазной поверхности, то процесс можно проводить в каскаде реакторов полного перемешивания при незначительном снижении выхода. [c.342]

Проточный реактор полного перемешивания. Принимая те же предположения, что и при выводе проектного уравнения, т. е. [c.335]

Для реактора полного перемешивания [c.340]

Периодическидействующий реактор полного перемешивания. Реакторы периодического действия используются в промышленности почти исключительно для проведения реакций в жидкой фазе или гетерогенных процессов с участием жидкости. Это типовые аппараты для малотоннажных производств, с которыми приходится иметь дело, например, в фармацевтической промышленности. В случае процессов в газовой фазе реакторы периодического действия находят применение главным образом для лабораторных исследований кинетики реакций. [c.299]

Чтобы установить максимальный выход, достигаемый в реакторе полного перемешивания, используем, как и прежде, проектные уравнения для реагентов А и Р [c.342]

Непосредственно сравнивать зависимости (У1И-384) и (УП1-386) трудно. Можно показать, что выход продукта Р в, реакторе периодического действия или в реакторе полного вытеснения выше, чем в реакторе полного перемешивания. [c.342]

Например, при = 4 получаем т]макс = 0,63 для реактора периодического действия и т]макс = 0,445 для реактора полного перемешивания. [c.342]

Объемная интенсивность питания сравниваемых систем (единичного реактора полного перемешивания и трехступенчатого противоточного каскада) об- [c.370]

Довольно существенным недостатком непрерывнод йствующего реактора полного перемешивания является относительно невысокая скорость проходящей в нем реакции. Если перемешивание полное, то состав смеси внутри реактора такой же, как и состав отходящего потока. Поэтому, желая достичь высокой степени превращения, мы вынуждены работать при низких концентрациях реагентов, а следовательно, и при малой скорости реакции. В реакторах периодического действия, обеспечивающих достижение такой же конечной степени превращения, скорость реакции в момент начала [c.304]

Подвод реагента А равными порциями к каскаду пяти кубовых реакторов Единичный кубовый реактор полного перемешивания Единичный трубчатый реактор полного вытеснения [c.373]

Рис. 1Х-71. Зависимость отношения объема кубового реактора (полного перемешивания) к объему трубчатого реактора (полного вытеснения) от степени превращения, достигаемой в реакционной системе

Проведем анализ задачи оптимизации на примере проточного реактора полного перемешивания (рис. Х-16). [c.489]

Каскад реакторов полного перемешивания, равнозначный по выходу определенному реальному реактору, будем называть заменяющим каскадом (рис. УПЬЗЗ). Расчет реактора можно свести к расчету заменяющего его каскада, если удастся определить число ступеней. Для этого нужно количественно описать отклонения от полного вытеснения в реальном реакторе. Такие отклонения обусловлены 1) неравномерным распределением скорости потока в осевом (продольном) направлении 2) флуктуациями скорости и завихрениями 3) молекулярной диффузией. Это приводит к тому, что продукты реакции перемещаются из конечной части аппарата в направлении к входу, исходные же вещества переносятся в обратном направлении. На конечном участке аппарата они разбавляют смесь пpoдyкtoв и снижают выход реакции. Следовательно, в общем случае указанные эффекты оказывают неблагоприятное влияние на работу реактора. [c.322]

Каскад непрерывнодействующих реакторов полного перемешивания. Основной недостаток одиночного реактора непрерывного действия с полным перемешиванием — низкая производительность [c.308]

Схема каскада непрерывнодействующих реакторов полного перемешивания и график распределения скорости реакции по ступеням каскада представлены на рис. УП1-26. Штриховые линии соответствуют средним скоростям реакции в каскаде и в одиночном реакторе (при условии, что конечные степени превращения в обоих случаях одинаковы). В том же отношении, что и средняя скорость реакции, возрастает в каскаде (по сравнению с одиночным реактором) выход в расчете на единицу реакционного объема. [c.308]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология