Оптимальный процесс в последовательности реакторов идеального смешения

Согласно теории оптимизации процессов, оптимальный температурный профиль в реакторах или их последовательностях соответствует максимуму дифференциальной селективности в каждом из их элементов. Тогда для расчета оптимального профиля температур в аппарате идеального вытеснения можно рекомендовать такой метод- Весь объем реактора условно делят на секции с небольшой величиной АХа в каждой из них (например, 0,05 или 0,10). Секцию рассматривают как реактор полного смешения и, применяя соответствующие алгебраические уравнения, находят toпт для каждой секции, начиная с первой. В итоге получают кривую оптимальных температур по степени конверсии. Для периодических условий разбивают общую длительность реакции на ряд промежутков с небольшими АХа, когда скорости можно считать приблизительно постоянными. При реализации процесса в каскаде реакторов полного смешения оптимальную температуру в каждом из них определяют аналогично. Во всех случаях поиск максимума селективности и соответствующей ему температуры осуществляют на цифровых ЭВМ, а в более простых случаях — на микрокалькуляторах. [c.356]

Л -стадийный адиабатический реактор (рис. VI.8) состоит из N реакционных зон и —1 промежуточных теплообменников. Оптимальный режим процесса, протекающего в такой последовательности, достигается варьированием времени контакта и начальных температур на каждой из стадий. Оптимальное проектирование последовательности адиабатических реакторов идеального смешения осуществляется методами, изложенными в п. 4. Оптимальная действующая температура в каждом из реакторов последовательности, рассчитанная по формулам п. 4, [c.279]

Оптимальный процесс в последовательности реакторов идеального смешения [c.261]

При расчете оптимального режима процесса, протекающего в последовательности реакторов идеального смешения (ПРС), оптимальному выбору подлежат температуры Г и средние времена контакта Зп в каждом из реакторов. Здесь рассматривается процедура оптимального решения для процесса, включающего произвольное число реакций. Как и в п. 1, примем обратную нумерацию реакторов, включенных в ПРС, — от выхода ко входу (см. схему на стр. 238). Очевидно, действующий (он же выходной) состав потока в ( +1)-ом реакторе есть одновременно состав на входе я-го реактора. Материальный баланс п-го реактора по каждому из ключевых веществ записывается в виде (см. гл. V, п. 3) [c.261]

Метод динамического программирования применим к любым многостадийным процессам, в которых на каждой стадий надо принимать решения для оптимизации всего процесса. Среди работ, в которых этот метод использовался для оптимизации химических реакторов, прежде всего надо отметить цикл работ Р. Арпса, которые затем были обобщены в его монографии . При полющи указанного метода Р. Арис рассмотрел оптимизацию последовательности реакторов идеального смешения адиабатических полочных реакторов с охлаждением потоков между полками теплообменниками (или исходным реакционным газом, либо газом, отличным от исходного), а также оптимизацию реактора идеального вытеснения. В частности, он получил ранее найденные методом вариационного исчисления уравнения оптимальной температурной кривой в реакторе идеального вытеснения для общего случая. [c.10]

Пример У1И-6. Для реакции, описанной в примере У1П-5, определить секундную тепловую нагрузку реактора, а также оптимальный режим процесса а) в проточном реакторе идеального смешения б) в двух одинаковых проточных реакторах идеального смещения, установленных последовательно. [c.230]

Эффективность работы многоступенчатых реакционных устройств с внутренним перемешиванием зависит от степени изменения концентраций в отдельных последовательно работающих аппаратах. Согласно выводам А. Н. Плановского [3] оптимальный результат для простейших процессов в системах с идеальным смешением получается при одинаковом времени пребывания обрабатываемых продуктов в каждой из ступеней реагирования . Влияние числа секций на концентрационный к. п. д. многоступенчатого реактора с секциями разных размеров показано на фиг. 44, 45 и 46. [c.152]

Как уже отмечалось, недостатком реакторов идеального смешения является размытость дифференциальной функции распределения времени контакта и, как следствие этого, невозможность добиться высоких степеней преврашения, а их главным преимушеством — хорошие условия теплообмена. Избавиться от недостатков процесса можно при последовательном соединении реакторов. Последовательность реакторов обладает euie одним важным преимуществом — широкими возможностями регулирования в каждом из реакторов можно поддерл<ивать опгималь-ную температуру, соответствующую составу смеси на данной стадии, а значения действующих концентрац.чй регулировать выбором надлежащего времени контакта. Вопрос об оптимальном проектировании последовательностей реакторов идеального смешения будет подробно рассмотрен в гл. VI. [c.202]

Так как при любом Т подлежит свободному выбору, то почти очевидно, что температура должна быть выбрана так, чтобы подынтеграль пое выражение было максимальным ири всех значениях мы говорим почти очевидно , так как мы видели в главе IX, что это положение нельзя обобш,ать на случай более, чем одной реакции. Точное доказательство этого можно получить либо рассматривая периодический реактор как последовательность бесконечно большого чпсла бесконечно малых реакторов идеального смешения, либо приняв доказательство, полученное для трубчатого реактора в разделе IX.5. Разумеется, что если Т не ограничено технологическими пределами, то 7 ( ) лежит на кривой в плоскости Т (рис. Х.З) и Т )) = г ( ). При малом I величины Г (I), / , ( ) и —(1ТУ(11 становятся очень большими, так что в начале процесса поддерживать температуру на кривой невозможно. Предположим, что верхний предел температуры настолько высок, что это ограничение пе чувствуется, но величина д достигает максимального возможного значения д в точке Ь на кривой Это означает, что мы можем поддерживать оптимальный режим только выше точки Ь, но не ниже ее, и надо показать, каково будет оптимальное решение нри малых степенях полноты реакции с учетом этого ограничения. Если А — точка, в которой выполняется соотношение [c.312]

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]

Пример V111-5. Реакция, аналогичная той, которая рассматривалась в предыдущем примере, протекает в двух последовательно соединенных проточных реакторах идеального смешения одинакового объема при — 1 кмоль1м . Предположим, что в каждом реакторе процесс протекает при оптимальной температуре. Необходимо [c.220]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология