Уравнения периодического реактора

Таким образом, мы выяснили, какая связь существует между уравнениями материального баланса для реактора идеального вытеснения и периодического реактора идеального смешения. С другой стороны, можно показать, что усреднение уравнения (1,9) по объему реактора приводит к уравнению материального баланса для непрерывного реактора идеального смещения. Закон сохранения массы для одного из исходных веществ, подаваемых в реактор, записывается при этом следующим образом [c.18]

С установлением специфических условий работы изотермических реакторов идеальных типов общее уравнение преобразуется в характеристические уравнения соответствующих реакторов периодического действия, непрерывного действия с полным вытеснением, непрерывного действия с полным перемешиванием п полупериодического действия. Характеристическое уравнение реактора должно выражать взаимозависимость его основных параметров. [c.32]

Уравнения периодического реактора [c.306]

Интегральные выражения для периодических условий при постоянном объеме, получаемые подстановкой га в общее уравнение периодического реактора и рещением интеграла, даны длж наиболее распространенных случаев, в табл. 17. В квадратные скобки введены выражения, которые надо откладывать по оси ординат против т, чтобы получить прямую, выходящую из начала координат и имеющую тангенс угла наклона, равный соответствующей комбинации констант скоростей. [c.281]

Основное расчетное уравнение для периодического реактора следует из самого определения скорости реакции [c.224]

Например, пусть в изотермическом периодическом реакторе проводят химическую реакцию первого порядка. Для описания процесса на основе физико-химических представлений получим уравнение, выражающее зависимость текущей концентрации исходного вещества С от его начальной концентрации времени процесса т и его температуры Т в виде [c.134]

Здесь очевидно формальное совпадение с уравнениями периодической реакции в замкнутом объеме, где I — обычное время. Уравнение (IX.6) справедливо для жидкофазных реакций и газофазных реакций, идущих без изменения числа молей и с пренебрежимо малым перепадом давления по длине реактора. [c.258]

Пусть г (I) — скорость реакции как функция степени полноты этой реакции при данной температуре изотермического процесса. Тогда процесс в каждом периодическом реакторе описывается уравнением [c.288]

Для иллюстрации сказанного рассмотрим химический процесс в периодическом реакторе, описываемый уравнением [c.21]

Учитывая уравнение (VI.5) замечаем, что при ф (т) = б (т — 5) концентрации, вычисленные по формулам (VI. ) и ( 1.4), совпадают таким образом, в этом — и только в этом — случае совпадают показатели непрерывного и периодического реакторов. Если функция распределения ф (т) отличается от 6-функции, то при одном и том же среднем времени контакта доля непрореагировавшего исходного вещества в непрерывном процессе всегда больше, чем"в периодическом. [c.205]

Учитывая допущения, принятые при исследовании процесса смешения (переход осуществляется мгновенно и время между двумя переходами достаточно мало, чтобы считать систему неизменной), каждую ячейку в каждый промежуток времени между m t и (m-1-l) At можно рассматривать как периодический реактор, действующий в течение времени At. Теперь для каждого г-го компонента можно составить систему (4.53), однако в результате изменения количества перенесенного компонента за счет химической реакции появляется третье уравнение, отражающее это превращение при каждом переходе [c.265]

Будем рассматривать каждую ячейку любой фазы на промежутке от т и до (т-)-1) как периодический реактор, действующий в течение времени t. При начальной концентрации вещества в сплошной фазе с . (т) — конечная концентрация вещества в г-й ячейке рассчитывается по уравнению [c.270]

Реакторы объемного типа представляют собой такие теплообменные аппараты, в которых технологический процесс, выполняемый по определенной заданной температурно-временной программе, есть не что иное, как переходный процесс. Естественно, что наилучшим образом такой процесс может быть описан уравнениями динамики процесса теплообмена, так как именно уравнения динамики наиболее точно описывают процессы теплообмена в любом случае нагревания или охлаждения вещества в периодическом аппарате. Настоящая глава посвящена выводу уравнений динамики теплообмена и их использованию в аналитических, графоаналитических и машинных расчетах процессов теплообмена в периодических реакторах. [c.38]

Реакторы периодического и непрерывного действия. Реакторы периодического действия работают при нестационарном технологическом режиме. При этом независимо от степени перемешивания реагирующих масс изменяются во времени не только концентрации реагентов, но и температура, давление, а соответственно и константа скорости процесса. Если периодический реактор работает в режиме полного смешения, то время, необходимое для достижения заданной степени превращения, рассчитывается по характеристическому уравнению (П1.57), которое совпадает с ха-, рактеристическим уравнением реактора идеального вытеснения (П1.18). Следовательно, если были бы возможны одинаковые условия проведения процесса в реакторах периодического действия и идеального вытеснения, то их объемы были бы равны между собой. Однако условия протекания процессов в промышленных проточных реакторах, как правило, лучше, чем в периодических. [c.96]

Реакторы периодического действия. Уравнение периодически действующего изотермического реактора будет иметь следующий вид [c.115]

Расчетное уравнение (VI,54) для периодического реактора применимо также к проточному трубчатому реактору. [c.108]

Разделив уравнение (VI,57) на уравнение-(VI,54) для периодического реактора, получим [c.109]

При проектировании периодических реакторов, в которых объем реакционной массы постоянен, можно применять уравнение [c.156]

Таким образом, уравнение модели реактора периодического действия полностью совпадает с уравнением (IV,34) модели реактора [c.287]

Уравнение (П.57) представляет собой характеристическое уравнение реактора периодического действия. Оно позволяет определить время, необходимое для достижения в реакторе заданной степени превращения. Уравнения, описывающие изменение степени превращения или концентрации основного исходного вещества во времени в периодически работающих реакторах, аналогичны соответствующим уравнениям в реакторах идеального вытеснения (табл. 2). Так, уравнение (П1.57) тождественно формуле (П1.18). В той же мере применимы для расчета времени процесса в периодически работающих реакторах уравнения (П1.21) и (П1.22). [c.92]

Кроме того, производительность реактора периодического действия ниже, чем реактора идеального вытеснения, работающего непрерывно, потому что при использовании периодически действующего реактора затрачивается некоторое время на загрузку реагентов, после чего в нем происходит химическое превращение. По окончании реакции производят опорожнение реактора, на что также требуется определенное время (рис. 30). Следовательно, работа такого реактора складывается из чередующихся циклов загрузка— химическое превращение — разгрузка. При этом полезным периодом работы реактора является стадия химических превращений, время которой определяется по уравнению (П1.57). Производительность периодического реактора зависит от продолжительности операций в целом . [c.96]

Влияние температуры. В уравнениях (4.94) или (4.98) от температуры зависит только константа скорости к = к ехр -Е/КТ), увеличиваясь вместе с ней. Естественно предположить, что проводя процесс при более высокой температуре скорость реакции будет увеличена и концентрация С станет быстрее уменьшаться со временем т. Действительно, в зависимостях С(т) (4.96) и (4.99) можно проследить при одном значении т и увеличении к, те. при более высокой температуре, С уменьшается. Изменение С(т) при увеличении температуры процесса от Т, до Т2 графически продемонстрировано на рис. 4.36. При протекании простой необратимой реакции увеличение температуры всегда благоприятно влияет на интенсивность процесса в реакторе - уменьшается т (объем реактора в проточном режиме или время процесса в периодическом реакторе) для достижения заданной степени превращения. Процесс целесообразно проводить при максимально допустимой температуре. [c.166]

Если входящую в уравнение скорости переменную I рассматривать как продолжительность реагирования, то оно становится применимым для описания кинетических закономерностей реакций, осуществляемых в статических условиях или периодических реакторах. [c.347]

Количество математических моделей, описывающих процессы в реакторах, значительно меньше числа последних. Это позволяет находить общие свойства в различных типах реакторов, проводить обобщение. Свойства процессов в реакторах изучаем по их математическим моделям, т. е. изучаем свойства уравнений, перенося затем их на свойства реактора. Если внимательно посмотреть на уравнения (2.134), то становится очевидно, что уравнения в реакторах идеального смещения периодическом (а) и идеального вытеснения (с) математически одинаковы. Есте- [c.110]

Интегральные формы кинетических уравнений реакций, проводимых в периодических реакторах [c.168]

Для параллельных реакций, проводимых в периодических реакторах при постоянном реакционном объеме и протекающих по схеме (3.90), дифференциальное уравнение для вещества А имеет вид [c.176]

На основе этой модели выведены уравнения для реактора периодического действия, противоточной колонны и прямоточного непрерывного реактора. Теоретические данные подтверждены экспериментально при исследовании массопередачи с химической реакцией в системе уксусный ангидрид — бензол — вода. Коэффициенты массопередачи были оценены предварительно в системе бензол — вода — уксусная кислота. Затем раствор уксусного ангидрида концентрации 0,5—1 М контактировался с водой в пульсирующей колонне и учитывалось влияние химической реакции. В качестве измеряемого показателя выбрали концентрацию уксусного ангидрида в выводимом бензольном потоке. Расхождение между экспериментальными и теоретическими данными составляло 5%. [c.361]

Четыре рассматриваемых типа реакторов связаны между собой как в физическом, так и в математическом отношении. Реактор с принудительным перемешиванием, или реактор идеального смешения, отличается от трубчатого реактора как по конструкции, так и по описывающим его уравнениям однако трубчатый реактор с достаточно интенсивным продольным перемешиванием потока приближается к режиму идеального смешения. Периодический реактор представляет собой реактор идеального смешения, в котором существует проток реагентов, но описывается он теми же уравнениями, что и простейшая модель трубчатого реактора. Термин адиабатический относится скорее к режиму реактора, чем к его конструкции, так как и реактор идеального смешения, и трубчатый, и периодический реактор могут быть адиабатическими. При исследовании различных типов реакторов нельзя в равной мере дать характеристику каждого реактора — частично из-за того, что различные вопросы изучены неодинаково полно, а частично из-за того, что некоторые проблемы трудно изложить на том доступном уровне, которого мы собираемся придерживаться в этой книге. Например, нестационарные уравнения для реактора идеального смешения являются обыкновенными дифференциальными уравнениями, и мы можем провести их анализ достаточно полно. Стационарный режим трубчатого реактора уже описывается обыкновенными дифференциальными уравнениями, а для описания его поведения в нестационарном режиме требуются дифференциальные уравнения в частных производных, анализ которых представляет весьма трудную задачу. Там, где это возможно, мы стараемся представить результаты более глубокого лнализа сложных задач в виде качественных описани11 и графиков, [c.10]

Мы сформулируем основные уравнения процесса, а затем обсудим некоторые его экономические характеристики. Результаты, касающиеся оптимального управления периодическим реактором, являются просто интерпретацией решения задачи оптимального проектирования трубчатых реакторов. Мы не будем давать полного вывода этих результатов, но ограничимся качественным их описанием. Изотермические процессы в периодическом реакторе полностью описаны в главе V, где проводилось интегрирование кинетических уравнений при постоянной температуре. Простейшим типом неизотермического процесса является адиабатическое проведение реакции в теплоизолировапном реакторе такой процесс описан в главе УП1. [c.306]

Чтобы записать подобное уравнение для реактора периодического действия, необходимо приравнять скорость изменения энергии смеси и разность теплоприхода и теплорасхода реактора за единицу времени. Теплоприход обусловлен тепловыми эффектами реакций (если они экзотермические), теплорасход — теплопередачей через стенку реактора. При расчете теплоотвода примем, что теплоемкость стенки очень велика по сравнению с теплоемкостью реагирующей смеси, и поэтому температуру стенки можно считать постоянной. Если реактор снабжен рубашкой, через которую прокачивается хладоагент, то при достаточно большой скорости прокачки темперагуру хладоагента также можно считать постоянной. При этих условиях уравнение теплового баланса запишется так [c.20]

Как уже говорилось выше, каждый элемент реагирующей смеси, движущийся вдоль реактора идеального вытеснения, ведет себя, как замкнутая реакционная система. Отсюда ясно, что уравнение (1,16) определяет тепловой баланс не только для периодическою реактора идеального смешения, но и для реактора идеального вытеснения. Для этого реактора <1Т1сИ является субстанциальной производной. Переходя от нее к локальным по формуле, аналогичной уравнению (1,10), получим уравнение теплового баланса реактора идеального вытеснения в таком виде [c.20]

Часто для регенерации применяют значительные избытки воздуха или воздуха в смеси с водяным паром, так что концентрацию кислорода можно считать постоянной по всей длине реактора. Тогда процесс регенерации в кинетической области может быть описан квазигомогенной моделью как периодический для всего реактора в целом системой из двух уравнений — материального и теплового баланбов. Решение этой системы вполне аналогично системе ( 11.25), ( 11.26) или ( 11.49), ( 11.50) для реактора идеального вытеснения. Условия устойчивости и параметрической чувствительности здесь также аналогичны периодическому реактору или реактору идеального вытеснения и рассматриваются в главе 111. [c.299]

Совиадение уравнений происходит, но есть и различия уравнение только формально напоминает уравнение для реактора периодического действия. Когда мы говорим о реакторе периодического действия, то нмем ввиду время кинетики процесса химического превращения, например, среднее время мо явмолекулярноя нлв бямолекулярно реакции. [c.30]

Количество проводимых процессов в реакторах значительно больше числа описываюших их математических моделей. Это позволяет находить обшие свойства в различных типах реакторов, проводить обобщение. Вначале свойства процесса в реакторе изучают с помощью их математических моделей, т.е. изучают свойства уравнений, перенося их затем на свойства реактора. Если внимательно посмотреть на уравнения (4.92), то становится очевидным математическое подобие уравнений в реакторах идеального смешения периодическом (а) и идеального вытеснения (в). Естественно, что свойства этих моделей (уравнений) также одинаковы. На самом деле описываемые ими процессы принципиально различны - периодический нестационарный и непрерывный стационарный. Различие свойств процессов в реакторах на основе одинаковых свойств их моделей будет проявляться при интерпретации свойств модели на свойства процесса. [c.160]

Авторы показали, что расчет двухфазной системы с двумя растворителями в реакторе периодического действия заключается в решении системы линейных дифференциальных уравнений первого порядка, в то время как для описания процесса в непрерывном проточном реакторе (как для прямотока, так и для противотока и полу-противотока) решение производится методом проб и ошибок. В случае двухфазной системы с одним растворителем расчет как периодического реактора, так и непрерывного проточного реактора, может быть выполнен графически. Описание системы с полупротивотоком требует метода последовательных приближений, для систем с противотоком решение находят по методу проб и ошибок. [c.361]

Корректное использование кинетического анализа возможно только в том случае, если обо всех реагентах и продуктах существует качественная и количественная информация. Именно на основе материального баланса составляется стехиометрическое уравнение реакции, где количество израсходованных веществ соответствует количеству образовавшихся соединений. Кинетические исследования обычно начинают с вьывления влияния на состав продуктов реакции времени реакции в периодических реакторах или времени контакта в проточных реакторах. [c.329]

Необходимо отметить, что формы кинетических уравнений (2.1.1.25) и (2.1.1.27), выведенных для реактора, работающего в режиме идеального вытеснения, и формы уравнений, предложенных для описания процесса в периодическом реакторе идеального перемешивания, совпадают. Различие состоит в том, что величина I для периодического реактора — времл реакции, длч [c.342]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология