Реакторы для параллельных реакций

В химической технологии при оптимизации сложных процессов химического превращения вещества, с целью достижения наилучшего распределения продуктов реакции и обеспечения максимального выхода целевого продукта, исходят из анализа гидродинамической обстановки в реакторе. Гидродинамический режим движения характеризует перемешивание реагирующих веществ в аппарате (в зоне реакции) и в значительной мере определяет избирательность протекания как простого, так и сложного процесса химического превращения вещества. При этом движение потоков взаимодействующих веществ в реакторе должно быть организовано таким образом, чтобы обеспечивалась максимальная производительность аппарата по целевому продукту, а режим ведения химического процесса должен быть таким, чтобы скорость побочных реакций, а следовательно, и выходы их были минимальными. Для этого в случае протекания в реакторе параллельных реакций необходимо уменьшать или увеличивать концентрации исходных веществ в реакционном объеме (в зависимости от порядка реакции), а в случае последовательных реакций — избегать перемешивания реакционных смесей, имеющих разный состав продуктов реакции. [c.12]

Полученные соотношения (11.41) и (11.42) представлены в виде кривых на треугольной диаграмме (рис. 13). Профиль кривых 1 ж 2 показывает, что в отличие от предыдущего процесса с последовательными реакциями здесь при параллельных реакциях более целесообразно применять реактор с перемешиванием, поскольку кривая, соответствующая ему, расположена ниже кривой реактора полного вытеснения. Например, при степени превращения х = 0,75 в реакторе полного вытеснения селективность составляет [c.36]

Следует отметить, что селективность процесса значительно зависит от температуры, причем оптимальная температура реакции различна для различных типов реакторов. Например, для трех последовательно-параллельных реакций [c.36]

На основе анализа кривых дезактивации катализатора, полученных при различных условиях процесса и на разных образцах катализатора, взятых с разл№шых точек реактора, высказывается мнение [ИЗ] о различной реакционной способности металлсодержащих соединений. Реак-1ЩЯ деметаллизации представляется рядом параллельных реакций, скорость которых определяется эффективностью диффузии металлсодержащих соединений и их реакционной способностью. [c.129]

ОПТИМАЛЬНЫЕ ТЕМПЕРАТУРНЫЕ ПРОФИЛИ В РЕАКТОРАХ ИДЕАЛЬНОГО ВЫТЕСНЕНИЯ ДЛЯ ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ РЕАКЦИЙ ПЕРВОГО ПОРЯДКА [c.222]

Существует много способов регулирования скоростей основных и побочных реакций. Например, с этой целью можно использовать селективный катализатор, который будет ускорять только главный процесс. Кроме того, соответствующим выбором типа реактора часто можно воздействовать на ход реакций в системе, о чем уже упоминалось в разделе УП1. Так, если в, системе проходят две параллельные реакции по схеме [c.372]

Рпс. 27. Выбор оптимального реактора смешения с заданным числом ступеней в случае проведения параллельных реакций [c.120]

Параллельные реакции. Поток сырья А, поступающего в производство в количестве и, распределяется на N параллельно работающих реакторов идеального смешения, в которых идет химическая реакция [c.118]

Порядок расчета нагрузок v для всех реакторов при оптимальном распределении тот же, что и для параллельных реакций. [c.120]

Пример И-9. Параллельные реакции в идеализированном реакторе с поперечным потоком. Одновременно протекают реакции [c.58]

Проиллюстрируем вышесказанное на примерах анализа системы параллельных реакций и системы консекутивных реакций, протекающих с тепловыми эффектами в кубовом реакторе непрерывного [c.143]

Важно также то, что если и основная, и побочная реакции протекают с тепловыми эффектами, их следует учесть, чтобы реактор мог работать стабильно. Записывая тепловой баланс кубового реактора в форме, подобной уравнению (IV,20), получим для приведенных выше параллельных реакций [c.145]

Рис. IV-20. Селективность, выход и относительное выделение тепла для экзотермических параллельных реакций в кубовом реакторе

РЕАКТОРЫ ДЛЯ ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ РЕАКЦИЙ [c.164]

Таким образом можно найти величину отношения 5/7 для различных реакторов, причем описанный метод приложим ко всем типам параллельных реакций. [c.171]

Оптимальное распределение состава катализатора в реакторе. В работе [8, с. 153] указывается, что для последовательных и параллельных реакций перспективным может оказаться подбор оптимального соотношения двух и более катализаторов вдоль реактора. [c.13]

Типичным представителем квазистатического блока служит реактор, в котором активность катализатора изменяется. Пусть, например, в каталитическом реакторе протекают две параллельные реакции одна приводит к образованию целевого продукта В, а другая — побочного продукта С (часто этим продуктом является углерод), выделяющегося на катализаторе и уменьшающего его активность [c.206]

Корриган и Янг [9] отмечают, что для простых параллельных реакций первого порядка молекулярно-весовое распределение продукта одинаково для реактора непрерывного действия с мешалкой, проточного трубчатого реактора и реактора периодического действия с мешалкой. Однако оно различно для параллельных реакций различных порядков. Корриган и Янг [61 рассмотрели влияние обратного перемешивания в реакторе непрерывного действия с мешалкой на выход продукта для ряда параллельных и последовательных реакций. [c.113]

Отметим, что при оптимизации обратимых экзотермических реакций теоретически предсказывается убывающая последовательность температур в направлении от входа к выходу реактора характер оптимального температурного профиля сложных (последовательных или параллельных) реакций зависит от соотношения энергий активации их элементарных стадий. [c.116]

Для различных по характеру непрерывных процессов, протекающих в реакторах с перемешиванием в объеме, можно считать, что конечные продукты образуются как бы по закону параллельных реакций, и математическое описание процесса может быть представлено уравнением (11,50). [c.36]

Рассмотрение параллельных реакций, протекающих в одном общем реакторе. Доказательство на ряде частных случаев возможности свободного регулирования селективностью процесса в широком пределе. [c.81]

Пример II 1-3. Для параллельных реакций первого порядка, рассмотренных в примере П-3, найти оптимальные условия, минимизирующие себестоимость получаемого продукта Я, исчисляемую с учетом затрат на сырье и амортизацию реактора. [c.111]

Решение. Концентрация продукта реакции на выходе реактора для параллельных реакций первого порядка характеризуется уравнением (11,135) [c.112]

Пример V-3. Для функционала (V, 44), рассмотренного в примере V-2 [дан реактор идеального вытеснения, где проводится параллельная реакция первого порядка (V, 30)], записать уравнение Эйлера с граничными условиями, определяющее экстремаль функционала x(t). Эта экстремаль представляет в исходных обозначениях оптимальное соотношение между концентрацией исходного вещества А и продукта реакции ХА — ХА(ХР), при котором заданный выход продукта Р достигается в реакторе с минимальным временем пребывания реагентов. [c.219]

Пример V-4. В реакторе идеального вытеснения проводится параллельная реакция первого порядка (V, 30). Сформулировать оптимальную задачу как задачу отыскания температурного профиля, обеспечивающего при заданном времени пребывания реагентов в реакторе т< > и заданных значениях концентраций исходного реагента А на его входе и выходе максимальный выход продукта реакции Р, [c.220]

В этом разделе рассмотрено решение методами вариационного исчисления задачи расчета оптималыюго температурного профиля в реакторе идеального вытеснения для параллельных реакций первого порядка [c.222]

Разделив эти уравнения сторонами, получаем зависимость (VIII-378). Таким образом, в случае параллельных реакций одинакового порядка, селективность постоянна и не зависит от типа реактора. На треугольной диаграмме пути реакций изображаются прямыми линиями, соответствующими условию а = onst (рис. VIII-39). [c.339]

Обо ценне на слуяай разветвленных химических реакций. Рассмотрим более общий случай расчета реакторов с разветвленными необратимыми химическими реакциями, когда растворенный в дисперсной фазе экстрагент при переходе в сплошную фазу вступает в две параллельные реакции первого и второго порядка. [c.294]

Если В — целевой продукт, то существование реакции расщепления, приводящей к образованию С, ставит перед необходимостью выбора реактора вытеснения. Кроме того, если побочная параллельная реакция образования D имррт более высокий порядок по сравнению с реакцией образования полезного продукта В, то в этом случае более рационально проводить процесс в реакторе смещения. Таким образом, наличие этих двух обстоятельств не позволяет прийти к однозначному выводу. Каждый из рассмотренных реакторов может обладать большим выходом в зависимости от соотнощения между константами скоростей этих трех реакций. [c.133]

Таким образом, основным условием оптимального проведения сложных реакций является правильный выбор аппаратурного оформления процесса с учетом характера движения жидкости в реакторе. Это условие определяется стехиометрическими соотношениями и наблюдаемой кинетикой реакций. Для обеспечения высокого выхода целевого продукта можно осуществлять процесс при высоких и низких концентрациях (параллельные реакции) или при постоянно соотношении концентраций (последовательные реакции) различных компонентов. В соответствии с. указанным требованием выбирают подходящую гидродинамическую модель, которая может быть реализована в реакторах периодического и пол упер иодического действия идеального вытеснения или в проточном реакторе идеального, смешения при медленном или быстром введении исходных реагентов. [c.199]

Общие правила для максимизации выхода продуктов гомогенных реакций одинаково хорошо применимы и к реакциям с твердым катализатором. Указанные правила, приведенные в главе VII, обусловлены режимом движения потока в реакторе. 1Три оптимизации процесса с параллельными реакциями в зависимости от их порядка необходимо поддерживать высокую или низкую концентрацию реагирующего вещества внутри аппарата, а в случае последовательных реакций нужно избегать смешения реакционных смесей разного состава. [c.435]

Введенное нами понятие супероптимальности означает повышение производительности реактора для простых реакций, не имеющих побочных продуктов (см. гл. IX), и одновременное повышение производительности реактора и селективности для многостадийных и параллельных реакций за счет подбора оптимального количества и состава рециркулируемого потока путем изменения степени превращения за однократный процесс (см. гл. X и 6 гл. II). Причем в этом случае достигается более высокий уровень оптимальности по сравнению с оптимумом, получаемым за счет варьирования обычно учитываемыми параметрами. Поэтому этот метод повышения оптимальности процесса мы называем принципом супероптимальности. [c.43]

Максимальная производительность реактора для осуществления одновременно протекающих параллельных реакций. Доказательство леммы. Первая теорема ироизводительностл. Приложение теоремы к задачам повышения производительности системы в случае реакций первого и второго порядков. [c.45]

Супероптимальность означает повышение производительности реактора для простых реакций, не имеющих побочных продуктов, и одновременное повышение производительности реактора и селективности процесса для многостадийных и параллельных реакций за счет подбора оптимального количества и состава рециркулируемого потока. [c.342]