Идеальные модели химических реакторов

Математическая модель химического реактора идеального вытеснения [c.46]

Как отмечалось ранее,для описания математической модели трубчатого реактора идеального вытеснения, в котором протекает химическая реакция со скоростью Ы , применяется уравнение [c.58]

Математическая модель химического реактора идеального вытеснения......................... 46 [c.96]

ПРИЧИНЫ ОТКЛОНЕНИЯ РЕАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКТОРОВ ОТ РЕЖИМОВ ИДЕАЛЬНЫХ МОДЕЛЕЙ [c.37]

Классификация математических моделей проводится по типу полученных уравнений. При построении математических моделей процесса в химическом реакторе были рассмотрены две структуры потока - идеального смещения и вытеснения. Учитывая еще два рассмотренных способа организации движения реактантов через реактор проточная и непроточная схемыбыли выведены три математические модели [c.110]

В книге излагаются основы исследования устойчивости режимов работы химических реакторов идеального смешения. Описывается процедура составления математических моделей реакторов. Для исследования устойчивости в малом и в большом используются методы качественной теории дифференциальных уравнений и методы Ляпунова. Применение различных методов иллюстрируется конкретными примерами. [c.4]

Классификация математических моделей проводится по типу полученных уравнений. При построении математических моделей процесса в химическом реакторе были рассмотрены две структуры потока идеального смешения и вытеснения. Учитывая еще два рассмотренных способа организации движения реагентов через реактор - проточ- [c.159]

Вывод. Математические модели химических реакторов идеального вытеснения в виде формул (VI.27), (VI.30), (VI.36), (VI.49) получены для частных случаев (см. примеры 9—12), когда протекающие в них реакции характеризуются наиболее простыми стехиометрическими и кинетическими уравнениями при более сложных механизмах реакций используются ЭВМ. [c.153]

Применительно к установившейся классификации рассматриваются следующие модели химических реакторов идеального смешения (периодического и непрерывного действия), идеального вытеснения и с наложением диффузионных потоков. [c.200]

ИДЕАЛЬНЫЕ МОДЕЛИ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКТОРОВ [c.15]

Уравнение (VI.4) является статической моделью химического реактора идеального перемешивания в общем виде. [c.145]

Уравнение (VI.26) является математической моделью химического реактора идеального вытеснения в общем виде, которая описывает статику процесса. [c.149]

Графические методы расчета каскада реакторов применяются с целью определения необходимого числа реакторов для достижения требуемой степени завершенности процесса или решения обратной задачи. При этом исходными предпосылками являются модель химического реактора идеального перемешивания в общем виде (VI. 4) и эмпирическая зависимость = / (Сл). [c.160]

Предположения, касающиеся перемешивания газа в плотной фазе псевдоожиженного слоя. Считается [148, 150, 151 ], что перемешивание газа в плотной фазе слоя может быть описано при помощи диффузионной модели. При этом коэффициент перемешивания От определяется либо по результатам экспериментального исследования перемешивания газа, либо выбирается таким образом, чтобы достичь лучшего согласования результатов расчета по модели химического реактора и экспериментальных данных". В ряде работ [147, Г49, 152, 153] используется допущение о том, что газ в плотной фазе слоя движется в режиме идеального вытеснения (От = 0). Используется также [147, 153] допущение об идеальном перемешивании (0,п = °о) газа в плотной фазе слоя. Могут использоваться и другие модели перемешивания газа. Например, в работе [67, с. 334] допускается наличие направленного вниз движения газа в плотной фазе слоя. [c.209]

Ниже предлагается и анализируется упрощенная модель химического реактора, применимая в случаях, когда диффузионным переносом вещества в реакторе можно пренебречь по сравнению с конвективным переносом, в то время как теплопроводность настолько велика, что температуру во всех внутренних точках реактора можно считать одинаковой [24, 25]. Таким образом, предлагаемую модель можно рассматривать как комбинацию модели идеального вытеснения для переноса вещества с моделью полного перемешивания для переноса тепловой энергии. Так же, как в работах [20, 21], в предлагаемой модели принимается во внимание зависимость вязкости смеси реагентов и продуктов реакции от температуры. [c.145]

Эффективность использования рециклов в значительной степени, помимо кинетических характеристик реакций, определяется типом химического реактора. Из теории химических реакторов известно, что для простых реакций, скорость которых пропорциональна концентрации исходного реагента — где п — порядок реакции, реактор трубчатого типа (модель идеального вытеснения) всегда эффективнее реактора с перемешиванием (модель идеального перемешивания), введение рецикла приводит к изменению структуры потоков в реакторе, приближая ее к режиму перемешивания. Таким образом, для простых реакций охват рециклом трубчатого реактора не приводит к увеличению эффективности реактора. Эффективность реактора с перемешиванием не зависит от того, имеется ли рецикл или нет. [c.127]

Учет неидеальности потока в реакторе включает такие этапы предварительных исследований. Первый этап - установление поля скоростей потока в объеме реактора и других явлений переноса (например, диффузионного). Чаще это эксперименты с прямым измерением векторов скоростей и другие методы аэро-или гидродинамических испытаний. Второй этап - построение модели, наиболее полно отражающей полученную структуру потока и явлений переноса. Конечно, эти модели сложнее рассмотренных. Третий этап - анализ полученной модели с целью выявить роль отклонений от идеальности потока в показателях процесса. Например, такой анализ показал, что диффузионный перенос вдоль основного потока можно не учитывать в практических расчетах, если н//)э > 50, где L - длина реактора. В специальной литературе по химическим реакторам такого рода оценки сделаны. Можно ожидать, что в большинстве случаев результаты расчета реактора с неидеальным потоком будут находиться в области между двумя крайними режимами - идеального смешения и вытеснения. [c.131]

Значительное внимание в книге уделено идеальным реакторам (моделям) и причинам, вызывающим отклонения в поведении реальных реакторов от их моделей. Несомненной заслугой автора является единый подход к решению многообразных задач, связанных с расчетом химических реакторов. [c.10]

За последние 10 лет проблеме исследования устойчивости стационарных состояний химико-технологических процессов было посвящено большое число работ. Однако они относились, главным образом, либо к изучению устойчивости одного реактора, например реактора, представленного моделью идеального смещения, процесса на одном зерне, процесса в слое неполного смешения и т. д., либо к исследованию устойчивости достаточно простых систем реактора с внешним теплообменником, реактора с рециклом, реакторов с адиабатическими слоями [54—56]. В книге [55] имеется обширный перечень литературных источников по устойчивости химических реакторов. [c.229]

Исходным элементом простейшей модели такого реактора является идеально перемешиваемый объем с постоянной температурой Т и концентрацией С. Накопление компонента реакционной смеси в системе определяется алгебраической суммой его количества в поступающем потоке, отходящем потоке и количества, получаемого (или расходуемого) в результате химической реакции. Это приводит к материальному балансу [c.14]

МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ С достаточным приближением мо-ХИМИЧЕСКИХ РЕАКТОРОВ дель идеального вытеснения со- [c.148]

Перейдем к выводу уравнений математической модели нестационарных режимов работы химического реактора. Перемешивание фаз примем идеальным. Это допущение означает, что перемешивание в реакторе настолько интенсивно, что все переменные, характеризующие реакцию (концентрации, температуры и т. п.) постоянны по всему объему аппарата. [c.35]

Как известно, в теории химических реакторов двумя крайними моделями являются реакторы идеального вытеснения и идеального смешения. Реактор идеального вытеснения более эффективен, так как при одинаковом времени пребывания реагирующих веществ обеспечивает большую степень превращения по сравнению с реактором идеального смешения [2, 8, 58, 60]. [c.13]

Рассмотрим теперь расчет химических реакторов на микроуровне для двух крайних моделей идеального вытеснения и идеального смешения. [c.316]

В работе анализируется поведение проточного химического реактора, в котором протекает экзотермическая необратимая реакция первого порядка. Если считать, что в реакторе происходит идеальное перемешивание реагирующей смеси, то можно воспользоваться моделью с сосредоточенными параметрами (дискретной моделью), которая описывается системой обыкновенных дифференциальных уравнений. Эта система состоит из двух уравнений — уравнения материального баланса и уравнения теплового баланса. Если не учитывать изменения объема реагирующей смеси и зависимость ее теплоемкости от состава и температуры, то уравнение материального баланса приобретает вид [c.128]

Реакторы для проведения гетерогенных процессов в системе Г—Ж не имеют характерных особенностей и служат типовой аппаратурой, в которой на химических заводах осуществляют также физические массообменные процессы и операции — физическую абсорбцию и десорбцию, испарение, дистилляцию и ректификацию, промывку газов, теплообмен. В таких же реакторах осуществляют и хемосорбционные процессы (например, в производстве соды, минеральных кислот, ряда органических веществ). В табл. 5 приведены некоторые типы реакторов для процессов в системе Г—Ж, систематизированные по принципу устройства и режиму движения фаз. Все эти типы реакторов фактически работают при промежуточных режимах, приближающихся к одной из идеальных моделей перемешивания. [c.167]

Реакторы для процессов в системе Ж — Т представляют собой типовую аппаратуру, в которой проводят физические процессы и операции (физическое растворение, экстрагирование, кристаллизацию) и химические процессы. Большинство химических процессов Ж — Т идет в диффузионной области, поэтому в реакторах используют разнообразные приемы развития межфазной поверхности и повышают относительную скорость перемещения обеих фаз. Эти приемы сводятся в основном к пропусканию жидкости через фильтрующий или взвешенный слой твердого материала или к различным способам перемешивания. В табл. 7 рассмотрены некоторые типы реакторов для системы Ж — Т, сгруппированные по принципу их устройства и режиму перемешивания и движения фаз. Режим реальных промышленных реакторов лишь приближается к предельным идеальным моделям перемешивания (см. табл. 7). [c.201]

Ниже приводятся в качестве иллюстрации примеры построения математических моделей для наиболее простых химических реакторов идеального перемешивания и идеального вытеснения, в которых химические реакции протекают в изотермических установившихся потоках газа или жидкости. [c.144]

МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ Математическая модель химиче-ХИМИЧЕСКИХ РЕАКТОРОВ ского реактора идеального пере- [c.144]

Как и в вопросах, рассматривавшихся выше, важно прежде всего выделить простейшие предельные случаи. В первом из них продольный перенос считают настолько сильным, что температура и концентрации всех веществ полагаются одинаковыми по всей длине. Во втором предельном случае, напротив, полностью пренебрегают продольным переносом и считают, что температура и концентрации изменяются по длине в соответствии с протеканием реакции. Для неподвижного слоя или канала значение продольного переноса определяется просто длиной, так что указанные предельные случаи соответствуют короткому слою и длинному слою. Для слоя катализатора их рассматривали Тодес и Марго-лис [16], для слоя горящего угля — Майерс [17]. При проведении процесса в кипящем (псевдоожиженном) слое характер процесса всегда близок к предельному случаю полного перемешивания-В теории устойчивости химических реакторов только что отмеченным предельным случаям отвечают модели реакторов идеального смешения и идеального вытеснения как для гетерогенных, так и для гомогенных реакций. [c.427]

На расширенном заседании школы в мае 1973 г. удалось выработать единую точку зрения о том, что законы современной аэрогидродинамики определяют совершенство технологических процессов. При этом, конечно, речь не идет о приуменьшении роли кинетики или катализа, хотя можно наблюдать тенденции к преувеличению их роли. Во многих теориях химических реакторов сложные гидродинамические процессы заменялись такими простейшими моделями, как модель идеального вытеснения или модель идеального смешения и т. п. [c.5]

Рассматриваются установившиеся механические процессы в двухфазных системах жидкость—твердые частицы , встречающиеся, например, в химических реакторах при проведении гетерогенно-каталитических реакций. Для описания атих процессов предлагается модель двойной сплошной среды идеальная жидкость—упругопластическое, тело . Сформулированы уравнения, описывающие основные состояния таких систем. В случае псевдоожижения сплошная среда, соответствующая твердым частицам, определяется как пластическая среда, не выдерживающая растягивающих напряжений. Проанализированы до конца некоторые конкретные краевые задачи. Иллюстраций 10. Библиогр. 19 назв. [c.145]

В книге изложены математические и физико-химические основы моделей химических реакторов. Рассмотрены модели идеального смешения и идеального вытеснения, диффузионная и ячеистая модели, комбинированные модели, двухфазная модель реактора с псевдоожиженным слоем катализатора, статистические модели. Знач>1тельное внимание уделено физической интерпретации процессов в реакторах, составлению основных уравнений, выбору граничных и начальных условий, качественному и количественному анализу типов моделей. [c.4]

Лекция 10. Математические модели химических реакторов, Модели реакторов идеального первмеиивания и идеального вытеснения в изотв ди- [c.314]

Кац М. Б., Ойгенблик А. А., Генин Л. С., Модель каскада аппаратов идеального смешения с массообменом между ступенями, в сб. Всесоюзная конференция по химическим реакторам , т. 4, Изд. Наука , 1966, стр. 761. [c.575]

Н. Н. Семенов рассмотрел основные вехи из истории учения о химическом процессе и обратил внимание на то резкое различие, которое существовало между первым периодом развития формальной. оимичеокой кинетики, когда химики искусственно ограничивали поле своих исследований изучением реакций, подчиняющихся простым закономерностям , и последующими периодами, которые характеризовались включением в орбиту исследований все новых термодинамических, гидродинаМ1ических и кинетических факторов, таких, как влияние стенки реактора, примесей, теплоты от экзотермических реа кций, — словом всего того, что отличает реальные процессы от их приближенных идеальных моделей. Нобелевскую лекцию Н. Н. Семенов закончил выводами, подчеркивающими значение исследований в области учения о химическом процессе для развития химической технологии, в частности, для совершенствования способов химической переработки неф пи — окисления и крекинга углеводородов, дегидрогенизации, получения полимеров. Я убежден, — заявил он в заключение, — что необходимо развивать и ускорять работу по изучению механизма различных типов химических реакций. Вряд ли без этого можно существенно обогатить Х1имиче0кую технологию, а также добиться решающих успехов в биологии. Естественно, что на этом пути стоят огромные трудности. Химический процесс есть то основное явление, которое отличает химию от физики, делает первую более сложной наукой. Создание [c.147]

В представленных ферментерах обеспечивается интенсивное перемешивание жидкости, и процесс описывается моделью идеального смешения. Соответственно, методы химической технологии (расчет и конструирование химических реакторов и других аппаратов, принципы синтеза ХТС, балансовые расчеты и т.д.) используются и при создании биохимических производств, но, конечно, с учетом специфики протекающих процессов. В заключении отметим, что на выбор схемы и аппаратурного решения в малотоннажных производствах (витаминов, специальных биопрепаратов) наиболее сильно будет сказываться рецептурная составляюшая процессов (например, условия подачи компонентов, стерильность условий и др.). [c.432]

Согласно рассмотренной технологической схеме, каясдая секция химического реактора представляет собой аппарат периодического действия по твердой фазе. При 1ЮСтроении математической модели периодического хемосорбционного процесса использованы допущения, общепринятые при описании сорбционных процессов в псевдоожиженном слое твердых частиц 1) перемешивание частиц твердой фазы считается идеальным 2) скорость газа-носителя и концентрация веществ с газовой фазе постоянны по поперечному сечению реактора 3) движение газа в слое считается поршневым 4) твердая фаза моно дисперсна 5) реакция протекает по известной схеме (рис. 13.1.4.3) 6) температура и скорость газового потока w постоянные по высоте слоя. [c.269]