Основные типы процессов и реакторов

Рис. 26. Основные типы хлораторов для газофазного процесса а—адиабатический реактор б—трубчатый реактор в—реактор с псевдоожиженным слоем

Две другие лекции сборника посвящены вопросам реализации и оптимизации каталитических технологий в промышленном масштабе, в частности, описанию основных типов каталитических реакторов — с кипящим слоем, трубчатым реактором, а также адиабатическим и полочным — для ряда многотоннажных производств азотной, серной и акриловой кислот, а также процессов окисления этилена в оксид этилена, метанола в формальдегид, аммиака до закиси азота. [c.5]

При проведении процесса в трубчатых реакторах (рис. 4.74, е) существует возможность отвода теплоты непосредственно из реакционной зоны. Трубчатый реактор, по общему виду похожий на кожухотрубный теплообменник, — универсальный тип каталитического реактора. Обычно, в трубках находится катализатор, а в межтрубном пространстве циркулирует теплоноситель. Такие реакторы распространены во многих процессах основного органического синтеза (получение формальдегида, фталевого ангидрида, окиси этилена, анилина и других продуктов). Из-за затруднения отвода теплоты из внутренней части слоя, у оси трубок, размер диаметра последних ограничен. Для очень многих процессов он составляет 20-40 мм. Число трубок зависит от производительности реактора и достигает нескольких тысяч. В качестве хладагентов используют холодную и кипящую воду, высокотемпературное масло (трансформаторное), смесь расплавленных солей и др. Для обеспечения теплотой эндотермических процессов применяют горячие дымовые газы - таким образом осуществляют дегидрирование циклогексанола в производстве капролактама, конверсию метана (рис. 4.74, ж). В последнем случае реактор похож не на кожухотрубный теплообменник, а на трубчатую печь. [c.222]

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]

Вслед за кратким обзором основных понятий и терминологии кинетики химических реакций рассмотрены реакции в гомогенных средах, неизотермические процессы, проточные реакторы, гетерогенные каталитические процессы, реакции в слое зернистого материала и методы моделирования. В конце дано очень краткое описание типов химических реакторов, применяемых в промышленности. [c.10]

Почти во всех отраслях техники применяют сооружения и аппараты, основной технологический процесс в которых связан с перемещением жидкости или газа. Примерами такого оборудования могут служить теплообменные установки и аппараты (градирни, скрубберы, калориферы, радиаторы, экономайзеры и рекуператоры), газоочистные аппараты (электрофильтры, тканевые, волокнистые, сетчатые, слоевые и другие фильтры, батарейные и групповые циклоны), котлы, различные химические аппараты (абсорберы, адсорберы, каталитические реакторы, ректификаторы, выпарные аппараты и др.), промышленные печи (доменные, термические и др.), сушильные установки различных типов, атомные реакторы, вентиляционные и аспирационные устройства, системы форсунок. [c.3]

РЕАКТОРЫ НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ ОСНОВНЫЕ ТИПЫ ПРОЦЕССОВ. ПРОТЕКАЮЩИХ В ПОТОКЕ [c.113]

Основные аппараты процесса — реактор и регенератор — более просты конструктивно по сравнению с другими типами аппаратов. [c.246]

ОСНОВНЫЕ ТИПЫ ПРОЦЕССОВ И РЕАКТОРОВ [c.37]

Реакторы для гомогенных процессов. Гомогенные реакторы в большинстве случаев являются типовой химической аппаратурой, т. е. серийно выпускаются машиностроительными заводами и выбираются по соответствующим каталогам, нормалям и справочникам. Основные типы гомогенных реакторов приведены на рис. 45. [c.105]

Все биореакторы можно отнести к одному из трех основных типов реакторы с механическим перемешиванием, барботажные колонны, эрлифтные реакторы. В настояшее время в промышленности чаще всего используются биореакторы первого типа, но появляется интерес и к эрлифтным биореакторам. Механическое перемешивание обеспечивается с помощью механической мешалки, а в эрлифтных биореакторах для аэрации и перемешивания используют газ (обычно воздух), который подается под давлением через разбрызгиватель в дне сосуда. При этом во всем объеме происходит непрерывная циркуляция жидкой среды. Барботажные колонны сходны с эрлифтными реакторами, но их недостатком является отсутствие циркуляции культуральной среды. Для обеспечения стерильности, постоянства pH, температуры и других параметров используют разные способы в зависимости от дизайна биореактора. Для синтеза рекомбинантных белков применяют двухступенчатые процессы ферментации, осуществляемые в тандемных эрлифтных биореакторах или в одном реакторе с механическим перемешиванием. [c.368]

Конечно, скорость самой реакции одинакова в аппаратах обоих типов. Однако реакции в потоке протекают обычно с изменением объема, поэтому одним из основных вопросов является определение продолжительности процесса. В простейшем случае предполагается идеальное вытеснение, так что любая частица движется только в направлении основного потока в реакторе и обратного смешения не происходит. [c.140]

В некоторых случаях высказывают мнение о том, что применение метода математического моделирования полностью исключает испытания новых процессов в укрупненных установках. На наш взгляд, это неправильное утверждение. Опытная установка может понадобиться для производства небольших партий продукта, проверки стабильности катализатора и прочности материалов аппаратуры, уточнения отдельных коэффициентов модели. Однако все принципиальные решения об оптимальных режиме и типе химического реактора, основных размерах зерен и количестве катализатора можно найти математическим моделированием на основе правильно поставленных и проведенных лабораторных исследований. Если для решения какой-либо специальной задачи необходима укрупненная установка, то и ее нужно создавать на базе метода математического моделирования в соответствии с перечисленными выше этапами, которые тесно связаны между собой. В зависимости от результатов анализа иногда приходится возвращаться к предыдущим этапам и снова уточнять выбранные условия и параметры. Последовательное приближение обеспечивает разработку аппарата, наилучшим образом удовлетворяющего всем требованиям. [c.521]

Изложены расчеты основных технологических процессов химической промышленности. Особое внимание уделено общим принципам и методам расчета, определению кинетических параметров, расчету реакторов различных типов. Во втором издании ([-е —1976 г.) сокращены материальные и тепловые расчеты, приведены расчеты с использованием ЭВМ. [c.2]

Процесс фирмы Тип реактора Основные параметры процесса [c.284]

К основным типам моделей относятся физические и математические. В ходе физического моделирования создаются установки,, сохраняющие в той или иной степени физическую природу изучаемого явления физические модели обычно сходны с оригиналами и по геометрической форме, а отличаются от него лишь значениями параметров. Физическое моделирование является одним из основных методов моделирования химико-технологических процессов, особенно таких сложных процессов, как каталитическая реакция во взвешенном (кипящем) слое катализатора. Физическое моделирование незаменимо также при моделировании геометрии промышленных реакторов и протекающих в них гидродинамических процессов. При этом связь между параметрами системы обычно установлена лишь функционально и определяется эмпирически. [c.321]

Для проведения гомогенных процессов применяются все основные типы реакторов, рассмотренных в гл. П1. Устройство реакторов для проведения гомогенных процессов проще, чем устройство реакторов для гетерогенных процессов, ввиду легкости перемешивания. Все реальные аппараты занимают промежуточное положение между аппаратами идеального вытеснения и полного смешения. Движущая сила процесса в реальных реакторах меньше, чем в реакторах идеального вытеснения. Следовательно, в реакторах для гомогенных процессов перемешивание необходимо усиливать только до перехода процесса из диффузионной области в кинетическую, дальнейшее же усиление перемешивания снижает скорость процесса. В некоторых случаях бывает необходимо усиление перемешивания и в кинетической области, например, для устранения местных перегревов реакционной смеси, для усиления теплопередачи между реакционной смесью и теплообменными поверхностями и т. п. Конструкции реакторов зависят от характера среды (газ, жидкость), параметров процесса и свойств соединений, участвующих в реакциях. [c.145]

Далее мы обсудим несколько типов систем денитрификации. Из числа реакторов с активным илом мы рассмотрим в основном те, которые обычно выполняют роль полномасштабных реакторов на практике, а также приведем несколько других примеров, наглядно демонстрирующих основные характеристики процесса. Что же касается биофильтров, которые пока используются на практике [c.296]

При разработке ядерно-нефтехимических комплексов важен выбор типа ядерного реактора, который должен удовлетворять следующим основным требованиям [60] температура греющего агента выше температуры процесса отсутствие радиоактивности высокий тепловой (водяной) эквивалент высокие теплотехнические (теплоемкость, теплопроводность и т. д.) свойства теплоносителя давление в контуре теплоносителя, соизмеримое с давлением со стороны нефтепродуктов отсутствие агрессивного взаимодействия с нефтепродуктами. [c.136]

Рис 1 Основные типы хим реакторов а - проточный ечкостньш реактор с ме-шалкой и теплообменнон рубашкой, многослойный каталитич реактор с промежуточными н теплообменными элементами, й-коюегчыр реактор с насадкой для двухфазного процесса, г-трубчатый реактор, И исходные в-ва, П-продукты р-цни, Т-теплоноситель, К-катализатор, Н насадка, ТЭ теплообменные элементы. [c.205]

С точки зрения экологической биотехнологии наиболее важны аэробные процессы, используемые для очистки и стабилизации сточных вод. Для этой цели существует много различных конструкций реакторов, но в общем они разделяются на два основных типа гомогенные реакторы н реакторы, в которых неподвижная биопленка нанесена на инертный субстрат (биофильтры). Некоторые из этих реакторов могут быть взаимозаменяемы (например, станции аэрации и капельные биофильтры), в то время как другие пригодны только в специальных случаях. Однако все эти различные реакторы должны работать в условиях, когда гидравлическая нагрузка и нагрузка по субстрату непрерывно меняются как в течение суток, так и изо дня в день. Нагрузки по субстрату не могут быть рассчитаны из общих соображений, так как зависят от специфики перерабатывае.мых стоков, но гидравлические нагрузки могут колебаться от 0,5 стока при сухой погоде (ССП) до 3,6 и даже 8 ССП. Иными словами, при рассмотрении таких реакторов следует помнить, что они работают при весьма изменчивых условиях, в лучшем случае, в квази-стащюнарном режиме. [c.7]

Характеристические уравнения основных типов химических реакторов связывают между собою степень превращения х, скорость г и время процесса т (е = О, или V — onst). [c.57]

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]

Основную стадию процесса — сульфирование — целесообразно осуществлять в изотермических герметичных реакторах с высоким гидродинамическим режимом. Таким аппаратом является разработанный ВНИИНефтехимом совместно с ЛенНИИХим-машем бессальниковый реактор с перемешивающим устройством пропеллерного типа. Конструкция реактора позволяет довести съем спирта до 380 кг м ч. Такая производительность не достигалась до последнего времени ни на одном аппарате. Полезный объем реактора 1,52м , поверхность теплообмена 37 м , фактически потребляемая мощность 15,5 кет, вес 5 т. Реактор выполняется из малоуглеродистой стали [51]. [c.82]

Основные типы реакторов вытеснения однотрубные, снабженные рубашкой кожухотрубные теплообменники и трубчатые печи, в которых трубы нагреваются за счет излучения и конвекции от топочных газов. Этот последний тип применяется главным образом для проведения эндотерл-.ичзских процессов, тогда как два других типа реакторов пригодны для осуществления эндотермических и экзотермических процессов. Реакторы в виде одной трубы не требуют специальных описаний. [c.359]

Основой для составления математического описания реакторного процесса являются уравнения, описывающие гидродинамику потоков перерабатываемых и получаемых продуктов. В зависимости от этого и классифицируются реакторы по типам. По двум основным моделям потоков различают два типа реакторовг реактор идеального перемешивания и реактор идеального вытеснения. При выборе модели потока учитываются следующие факторы [5] модель должна отражать физическую сущность реального потока при относительной простоте математической формулировки должен существовать метод либо экспериментального определения параметров модели, либо аналитического их расчета структура потоков должна быть удобна для расчета конкретного процесса. [c.21]

Рис. 40. Основные типы реакторов для 1азофазного хлорирования а — с насадкой-теплоносителем б — с псевдоожиженным слоем теплоносителя (катализатора) в - для процессов с предварительным подогревом смеси.

Реакторы, в которых осуществляются гомогенные процессы, могут быть трех основных типов (рис. IV- ) периодического действия, с установившимся и неустановившимся потоками или полупериоди-102 [c.102]

Кроме продолжительности процесса, реакторы перис дического действия следует характеризовать съемом за единицу времени данного -го продукта с единит объема (м ) данного реакционного оборудования <7,-Основной производственной характеристикой реакторо объемного типа является их номинальная или (с уч том коэффициента загрузки для -го продукта) рабе чая емкость, и поэтому следует вначале рассчитать не минальную емкость реактора, а уже затем выбрать ко кретный тип аппарата среди аппаратов данной ном -нальной емкости (50]. [c.10]

Исходя из кинетики протекающих реакций (33—3I и макрокинетических исследований, определяют требу мые гидродинамические и тепловые режимы синтезг а уже затем в соответствии с упомянутыми условиям выбирают тип стандартного аппарата и мешалш Ниже приведены методы расчета, которые позволяю осуществить выбор необходимого для данного процесс реактора объемного типа с мешалкой, исходя из вли5 ния перемешивания (33—36] при гомогенных и гетере генных химико-технологических процессах. Но прен де рассмотрим различные способы организации глдрс динамических процессов в реакторах объемного типа основные конструктивные характеристики аппарате мешалок, влияющие на гидродинамический режим реакторе. [c.14]

Реакторы объемного типа являются основным обо рудованием в ряде отраслей промышленности химической, фармацевтической, пищевой и др. Это объясняет ся возможностью широкого варьирования теплообменных характеристик реакторов в зависимости от задан ных температурно-временных режимов синтеза и темпе ратурных изменений физико-химических свойств реак ционной массы в аппарате (см. гл. 1). Однако точное поддержание температурно-временного режима в реак торе объемного типа требует априорного или оператив ного расчета основных динамических характеристик реактора как объекта управления. Так как реактор по принятой нами модели процесса теплообмена (см. гл. 3. раздел Основные уравнения процесса теплообмена ) с позиций теории автоматического управления представ ляет собой одноемкостное статическое звено [см. урав нения (73) и (74), (76)], то его основными динамиче скими характеристиками будут постоянная времени Т и коэффициент самовыравнивания (саморегулирования) К, [25]. [c.101]

Элементы расчета абсорбционных и хемосорбциониых процессов и типы применяемых реакторов рассмотрены в ч. I, гл. VI. Основные технологические показатели абсорбционной очистки степень очистки (КПД) г) и коэффициент массопередачи А определяются растворимостью газа, гидродинамическим режимом в реакторе Т, Р,ю) и другими факторами, в частности равновесием и скоростью реакции при хемосорбции. При протекании реакции в жидкой фазе величина к выше, чем при физической абсорбции. При хемосорбции резко меняются равновесные соотношения, в частности влияние равновесия на движущую силу абсорбции. В предельном случае для необратимых реакций в жидкой фазе (нейтрализация) образующееся соединение и еет практически нулевое давление паров над раствором. Однако такие хемосорбционные процессы нецикличны (поглотительный раствор не может быть вновь возвращен на очистку) и целесообразны лишь при возможности использования полученных растворов иным путем. Большинство хемосорбциониых процессов, применяемых в промышленности, обратимы и экзотермичны, поэтому при повышении температуры раствора новое соединение разлагается с выделением исходных компонентов. Этот прием положен в основу регенерации хемосорбентов в циклической схеме, тем более, что их химическая емкость мало зависит от давления. Хемосорбционные процессы особенно целесообразны таким образом для тонкой очистки газов, содержащих сравнительно малые концентрации примесей. [c.234]

В зависимости от вида перерабатываемого сырья и системы или типа установки, а также от состава и свойств сырья и катализатора на установке выдерживают тот или иной технологический режим. Основными параметрами процесса каталитического крекинга являются температура, давление, объемная скорость подачи сырья, кратность циркуляции катализатора, глубина превращения сырья. Каталитический крекинг на установках всех типов протекает при температурах 470—550°С, давлении в отстойной зоне реактора до 0,27 МПа, объемной скорости подачи. сырья в зависимости от системы установки от 1 до 120 м /м сырья. Наибольшая объемная скорость наблюдается в реакторах-катализато-ропроводах (лифт-реакторах)—80—120 м /м сырья в системах с кипящим слоем — 1—30 м /м сырья. [c.68]

Основным ТИПОМ аппаратуры реакционного узла окисления /г- силола являются аппараты с перемешивающими устройствами. Реактор и шлюзовые камеры (кристаллизаторы), функционирующие последовательно и составляющие обычно нитку производства, могут обеспечить непрерывное ведение процесса и выпуск продукта при условии безотказной работы мешалок и их торцевых уплотнений. Выход из строя торцевого уплотнения хотя бы одного аппарата в технологической цепочке приводит обычно к остановке процесса. Остановкам процесса также сопутствуют забивки оксидатных трубопроводов и арматуры, нарушение технологического режима и выпуск некондиционного продукта. Поэтому разработка торцевых уплотнений и их эксплуатации придается большое значение и уделяется постоянное внимаиие. В ряде зарубежных фирм торцевое уплотнение принято считать тО ЧНЫ М прибором, стоимость которото достигает 30—50% от стоимости реакционного аппарата, на котором его устанавливают. [c.70]

Реакторы этого типа можно разделить на две большие группы реакторы, в которых химический процесс идет в одной из фаз и сопровождается тепломассообменом с другой фазой, и реакторы, в которых химическая реакция идет на поверхности раздела фаз. К первой группе относятся, в основном, газо-жидкостные реакторы, ко второй — реакторы с участием твердой фазы реакторы с твердым катализатором и реакторы, в которых газ иди жидкость реагирзтот непосредственно с твердым телом. К этой же группе относятся и топохи-мические реакторы. [c.58]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология