Реакторы непрерывных и периодических химических процессов

Сложность и многообразие химических процессов обусловили создание весьма большого количества, различных типов химических реакторов. Это затрудняет разработку единой классификации. Обычно в качестве признаков классификации выбираются принцип действия (периодический, непрерывный, полунепрерывный), характер и свойства фаз реагирующих веществ (гетерогенные, гомогенные), характер теплового режима и распределение температур в реакционной зоне (изотермические, неизотермические, адиабатические), тип конструкции, схемы соединения реакторов и т. д. [c.14]

Промышленные биореакторы могут работать в периодическом режиме, периодическом режиме с доливом субстрата,, полунепрерывном (полупериодическом) и непрерывном проточном режимах. Исторически в промышленности утвердился периодический способ работы при осуществлении химических превращений и полунепрерывный — при получении микробной биомассы. В последнее время для химических превращений стали применять реакторы с периодическим режимом и с доливом субстрата, а для получения микробной биомассы — реакторы,, работающие в непрерывном проточном режиме. Традиционно биореакторы, работающие в непрерывном проточном режиме,, использовались в промышленном масштабе только для аэробной переработки сточных вод и отходов (т. ё. в процессах с самой большой пропускной способностью среди всех технологических операций)а также при производстве уксуса. За исключением этих двух случаев, биологическая промышленность проявляла исключительный консерватизм в том, что касалось перехода на непрерывную проточную технологию причем без достаточных на то оснований. [c.418]

Особенностью этих процессов (примером может служить каталитический крекинг) являются сравнительно быстрое отравление катализатора из-за отложений на его поверхности кокса и необходимость периодической регенерации катализатора путем выжига кокса. Проведение химической реакции и регенерации катализатора может быть осуществлено в одном и том же периодически переключающемся аппарате или в двух различных аппаратах — реакторе и регенераторе. В первом случае катализатор неподвижен, а для обеспечения непрерывности работы установки сооружается два или большее число аппаратов. В то время, как один аппарат используется как реактор, в другом осуществляется регенерация катализатора затем аппараты взаимно переключаются. Во втором случае катализатор непрерывно перемещается из реактора, где осуществляется нефтехимический процесс, в регенератор, где с катализатора выжигается кокс. После регенерации катализатор поступает в реактор. В процессе регенерации температура катализатора повышается, он аккумулирует часть выделившегося тепла, которое в дальнейшем целиком или частично используется на осуществление эндотермической реакции, что приводит к понижению температуры катализатора. В этом случае катализатор одновременно используется и как теплоноситель. В процессе регенерации выделяется значительное количество тепла, часть которого отводится и используется, например, для получения водяного пара. [c.640]

Можно различать реакторы, в которых протекают различные химические процессы реактор смешения или батарея реакторов смешения одно- или многоступенчатые проточные реакторы реакторы с неподвижным, движущимся или кипящим слоем инертных или каталитически активных твердых частиц. Наконец, по режиму работы различают реакторы непрерывного, периодического и полунепрерывного (полупериодического) действия. [c.20]

Разработать наиболее рациональную автоматическую систему защиты реакторов (аппаратов) непрерывных и периодических химических процессов от пожаров и взрывов. [c.351]

В современных крупнотоннажных производствах реакторные химические процессы осуществляют преимущественно в аппаратах непрерывного действия. В малотоннажных и многоассортиментных производствах по технико-экономическим соображениям часто выгодно применять реакторы периодического действия. Математические модели таких реакторов, как показано ниже, принципиально отличны друг от друга. Поэтому в основу предлагаемой классификации кладется в первую очередь принцип непрерывности и периодичности процесса (табл. 1). [c.45]

РЕАКТОРЫ НЕПРЕРЫВНЫХ И ПЕРИОДИЧЕСКИХ ХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ [c.29]

III. Технологические процессы и установки (включающий главы 1. Процессы нагрева горючих веществ 2. Реакторы непрерывных и периодических химических процессов 3. Процессы полимеризации и поликонденсации 4. Процессы ректификации и абсорбции 5. Процессы адсорбции при рекуперации летучих растворителей 6. Процессы разделения неоднородных горючих систем 7. Процессы сушки 8. Процессы измельчения и размола 9. Машины, повышающие давление и осуществляющие транспортировку веществ. [c.357]

Недостатки реакторов периодического действия большие затраты труда на вспомогательные операции и процесс, значительные затраты времени на заполнение, опорожнение и очистку, трудность управления качеством целевых продуктов. Следовательно,, с одной стороны, периодически действующие реакторы особенно пригодны для производства небольших количеств продукта или для получения различных продуктов на одном и том же технологическом оборудовании. С другой стороны, для химической переработки больших количеств продуктов почти всегда экономичнее использование реакторов непрерывного действия. [c.131]

Многообразие химических процессов обусловливает разнообразие химических реакторов, используемых в них. В соответствии с этим и классификация реакторов может быть осуществлена по различным признакам. Наиболее существенно для расчетов деление реакторов по времени работы, а именно 1) периодического действия 2) непрерывного действия с установившимся и неуста-новившимся потоками. Такое деление реакторов применимо как для гомогенных процессов, так и для гетерогенных, протекающих в кинетической области, поскольку математическое описание процессов будет одинаковым. [c.88]

Выбор типа реактора для осуществления данного химического процесса зависит от многих факторов, из которых важнейшими являются необходимость использования катализатора, его свойства и расход термодинамические особенности процесса — адиабатические, изотермические или политропические условия проведения химической реакции методы теплообмена, используемые для обеспечения заданного температурного режима в зоне реакции свойства используемых теплоагентов периодическое или непрерывное осуществление процесса. [c.631]

Применительно к задачам математического моделирования в локальной области в главе III приведена возможная классификация промышленных реакторов с примерами аппаратурного оформления химических процессов, а также обсуждается вопрос эффективности использования реакционного объема в аппаратах периодического и непрерывного действия. [c.9]

Не менее важной характеристикой процесса является время пребывания в реакторе тех элементов объема, которые уже покинули систему. По существу, это время есть не что иное, как продолжительность химического взаимодействия, определяющая состав конечных продуктов. Из реактора периодического действия после достижения определенной степени превращения выводят весь реакционный объем. Время пребывания всех выводимых из системы элементов-объема всегда одинаково и равно продолжительности периодического-процесса. Элементы объема, выводимые из реактора непрерывного действия, имеют различное время пребывания. Исключением из этого правила является лишь модель реактора идеального вытеснения, в которой пренебрегают перемешиванием элементов объема в направлении движения потока, т. е. рассматривают движение потока, подобное поршню. Поэтому все элементы проходят такой реактор за одинаковое время. Однако во всех других идеализированных моделях реакторов, как и в любом реальном реакторе, всегда есть перемешивание и в направлениях, не совпадающих с направлением потока. Движение элементов объема в таких реакторах является неупорядоченным и их траекторию невозможно определить заранее. Поэтому на выходе неизбежно оказываются элементы объема с различным временем пребывания в реакторе. [c.9]

Условия, при которых для описании непрерывно протекаюш его процесса в локальной области можно снять ограничения в применении уравнений кинетики, отражающих основные случаи химических превращений, остаются такими же, что и для периодических процессов. Для реактора непрерывного действия скорость удобно определять как часовое количество килограммов вещества А, прореагировавшего в единице объема реактора, поскольку реакционный объем в таком аппарате всегда остается постоянным. [c.32]

Согласно представленной классификации, примеры промышленного оформления химических реакторов будут даны применительно к трем указанным группам реакторов непрерывного действия, имея в виду, что реакторы периодического действия применяют преимущественно для процессов, протекающих при наличии жидкой фазы и в большинстве случаев оформляют но типу реакторов первой группы. [c.46]

Данные о кинетике химических реакций можно получать, изучая процессы,, протекающие в реакторах периодического или непрерывного действия. При применении периодическидействую-щих реакторов исходные реагенты загружают в аппарат через определенные промежутки времени и наблюдают за ходом процесса. При использовании реакторов непрерывного действия реагенты непрерывно поступают с заданной скоростью либо в смеситель в виде сравнительно длинной узкой трубы, либо в несколько последовательно соединенных смесителей за ходом реакции наблюдают после достижения стационарного состояния в нескольких точках по длине аппарата. [c.14]

Общее правило, устанавливающее связь между избирательностью химического процесса и его аппаратурным оформлением если зависимость между степенью превращения и избирательностью падает, то следует выбирать реактор смешения периодического действия или реактор вытеснения, а для реакций с возрастающей зависимостью — реактор смешения непрерывного действия. Выбор типа реактора по избирательности и способу подачи реагентов приведен в табл. 7.1. [c.180]

Отметим также, что скорость химического процесса не зависит от того, проводится ли реакция в реакторе периодического действия или в непрерывном режиме (в реакторе идеального вытеснения или смешения). При этом необходимо иметь в виду, что при проведении химического процесса в реакторе идеального смешения производная от концентрации вещества по времени не является скоростью акции и изменение концентрации какого-либо -реагента описывается дифференциальным уравнением [c.179]

Сравнение непрерывно действующего реактора и реактора периодического действия показывает, что для достижения одной и той же удельной производительности в аппаратах требуется разное время. В реакторах периодического действия ко времени химического процесса т необходимо добавлять время затрачиваемое на загрузку выгрузку охлаждение и нагревание потоков. [c.130]

Методы осуществления химических процессов в промышленности делятся на периодические и непрерывные. Первые характеризуются периодической подачей сырья в реактор и периодической выгрузкой продуктов реакции вторые—непрерывной подачей сырья в реактор или [c.15]

Многие процессы химической технологии протекают при постоянных давлении и температуре, если они проводятся в непрерывных (открытых) аппаратах, или при постоянных объеме и температуре - в периодических (закрытых) реакторах. О направлении химической реакщш и ее равновесии при постоянных давлении и температуре судят по изменению энергии Гиббса реакции (АО), а при постоянных объеме и температуре - по изменению энергии Гельмгольца реакции (АА). Промышленные процессы органической технологии, как правило, проводятся при постоянных давлении и температуре. В этом случае, если в реагирующей системе исходные вещества (реагенты) имеют значение АО больше значения конечных продуктов, то в реакционной системе будет происходить самощюизвольное превращение реагентов в продукты до тех пор, пока не установится равновесие (ДО 0). Таким образом, изменение энергии Гиббса реакции (АО = АО - [c.83]

В чем же состоит различие между периодическим и непрерывным процессами, исключающее возможность непосредственного использования результатов лабораторного периодического опыта для предсказания характеристик работы непрерывного реактора Ясно, что химическая кинетика реакций не зависит от типа реактора. Однако на уровне макроскопических характеристик различия между непрерывным и периодическим процессами существенны. Ведь результат химического взаимодействия определяется его продолжительностью, а также температурными и концентрационными параметрами процесса. Как правило, эти макроскопические характеристики для непрерывного и периодического процесса не только не совпадают, но, как будет показано. дальше, в известном смысле несопоставимы. Для того чтобы понять характер этих различий, рассмотрим подробнее некоторые особенности периодического и непрерывного процессов. [c.8]

Современные крупнотоннажные химические процессы осуществляются в основном в реакторах непрерывного действия. Аппараты такого типа, как правило, оснащаются большим количеством вспомогательного оборудования, но позволяют надежно управлять качеством целевых продуктов. В малотоннажных производствах выгоднее применять аппараты периодического действия. [c.123]

При разработке новых процессов необходимо учитывать, что высокая скорость реакции нитрования дает возможность перехода на непрерывный метод, имеющий ряд преимуществ перед периодическим. Проведение процесса нитрования непрерывным способом позволяет резко сократить объемы реакторов и соответственно уменьшить количество нитропродуктов в аппаратах, интенсифицировать массо- и теплопередачу, повысить надежность контроля и регулирования процесса, что в итоге дает возможность значительно снизить опасность и последствия возможных аварий. Такой непрерывный процесс нитрования хлоргидринстирола азотной кислотой на некоторых химических и химико-фармацевтических предприятиях уже применяют. [c.361]

Аппараты объемного типа используют в качестве реакторов в периодических многоассортиментных хими-кo-texиoлorичe киx производствах 14]. Использование периодических процессов при производстве ряда полимеров и других химических продуктов объясняется не только многоассортиментностью указанных производств, но и в>1сокой стоимостью синтезируемых веществ, а главное, сложностью осуществления в непрерывно действующем реакторе требуемых режимов синтеза. Периодические химико-технологические производства могут быть названы многоцелевыми [50], так как ассортимент продуктов является строго фиксированным и нет единого технологического маршрута один и тот же продукт может выпускаться на разном оборудовании и разные продукты последовательно на одном и том же оборудовании. [c.9]

В нефтехимической промышленности широкое применение получили сменноциклические процессы с твердым катализатором, который используется одновременно и в качестве теплоносителя [1, 9, 10]. Особенностью этих процессов (нанример, каталитический крекинг) является сравнительно быстрая отравляемость катализаторов вследствие отложения на его поверхности кокса и необходимость в связи с этим регенерации путем выжи1а. Попеременное осуществление химической реакции и регенерации катализатора может быть осуществлено либо в одном и том же периодически переключающемся аппарате, либо в двух различных аппаратах — реакторе и регенераторе. В первом случае катализатор неподвижен, а для обеспечения непрерывности работы установки в целом сооружаются два пли большее число аппаратов когда в одном аппарате протекает химическая реакция, в другом в это время осуществляется регенерация катализатора, затем аппараты взаимно переключаются. Во втором случае катализатор непрерывно перемещается из реактора, где осуществляется нефтехимический процесс, в регенератор, где вын<игается с катализатора кокс, и наоборот. В процессе регенерации температура катализатора повышается и он аккумулирует часть выделившегося тепла, которое в дальнейшем целиком или частично используется на эндотермическую реакцию при этом температура катализатора понижается. Таким образом, твердый катализатор одновременно используется и как теплоноситель. Иногда при выделении значительного количества тепла в процессе регенерации и недостаточно большой массе катализатора для предотвращения недопустимого повышенпя температуры катализатора нри его регенерации часть тенла отводится и используется, например, для нолучения водяного пара. [c.625]

Прй проектировании реактора необходимы сведения о кине1и-ке химической реакции и производительности реактора. Инженер-технолог, разрабатывая схему реактора, должен также решить, будет ли реактор работать непрерывно или периодически, определить модель реактора и указать способы подвода нли отвода теплоты. При огромном многообразии химических процессов и ис- [c.79]

Основной задачей проектирования технологических схем производства различных продуктов является организация непрерывного процесса. В связи с этим реакторы непрерывного действия находят более широкое применение по сравнению с реакторами периодического действия. Например, в современных крупнотоннажных производствах реакторные химические процессы осуществляются преимущественно в аппаратах непрерывного действия, которые обладают более высокими экономическими характеристиками. Однако в малотоннажных п многоассортиментных производствах по технико-экономическим соображениям часто выгодно применять реакторы периодического и полунериодического действия. Но режиму потока реакционной смеси все реакторы непрерывного действия делятся иа два класса — реакторы смешения и реакторы вытеснения. [c.236]

Как динамическое программирование, так и принцип максимума применялись для решения различных дискретных и непрерывных задач химической технологии. Принцип максимума, в частности, был использован при оптимизации отдельных реакторов и их каскадов " , перекрестно-поточной экстракционной установки - , а также при оптимизации процесса периодической бщ а рной ректи ф икаци и . [c.130]

Наличие последовательных холодных пламен есть одно из проявлений периодичности химических процессов, особенно характерной для холоднопламенного горения. Заметим, что известны случаи, когда число последовательных холодных пламен достигает 7—8, а Герварт л Франк-Каменецкий [61] наблюдали вспышки холодного пламени в виде длительного периодического процесса при непрерывной Подаче горючей смеси (смесь паров бензина с воздухом или кислородом) в так называемый турбулентный реактор, в котором происходило полное перемешивание свежего газа с реагирующей смесью. Возможность периодического протекания химического процесса, обусловленная чисто кинетическими [c.485]

Скорость реакции в реакторе непрерывного действия при полном перемешивании такая же, как скорость в конце реакции, при периодическом ведении процесса. Поэтому общий реакционный объем системы, действующей непрерьшнО, должен быть больше, чем у действующей периодически. На рис. П-23 показано сЬот-ношенне объемов реактора периодического действия и реактора непрерывного действия, в 1 отором о спечи-ваетСя одинаковая " общая степень превращения при проведении химической реакции первого порядка. В каскаде из нескольких ступеней, в каждой из которых обеспечивается полное перемешивание, объем аппарата непрерывного действия уменьшается. [c.122]

Методы осуществления химических процессов в промышленности делятся на две группы — периодические и непрерывные первые характеризуются периодической Подачей сырья в реактор и периодической выгрузкой продуктов реакции вторые — непрерывной подачей сырья в реактор или систему реакторов и непрерывной йыгрузкой продуктов реакции. Основное различие в осуществлении их заключается в характере разграничения отдельных стадий процесса. [c.9]

В зависимости от условий, необходимых для развития реакции, химические ироцессы в гомогенной жидкой фазе могут быть проведены в реакторах иериодиче-ского, иолупериодического и непрерывного действия. В малотоннажных или экспериментальных производствах обычно применяют периодические реакторы. При проведении экзотермических реакций ироцесс чаще всего проводят полупериодически (один из реагентов вводят в реактор непрерывно, а другой периодически). Реакторы непрерывного действия применяют в крупно-тоннажных промышленных процессах при больших скоростях и теплотах реакций. [c.583]

Широкое распространение неподвижных слоев гранулированного или таблетированного катализатора или носителей в качестве реакторов для химических процессов, в которых регенерация и повторная активация требуют периодической остановки системы, является побудительным мотивом для создания таких установок, в котбрых таблетки или гранулы катализатора могут использоваться непрерывно. [c.232]

Широкое распространение получили олигомерные продукты, относящиеся к классу реактопластов ненасыщенные полиэфирные смолы, эпоксидные олигомеры, аллиловые мономеры, уре-танобразующие олигомеры, олигоэфиракрилаты и др. Методом химического формования получают изделия из термопластов — полиамидов, акриловых смол, полиуретанов, некоторых сополимеров. Использование перечисленных исходных продуктов позволяет формовать изделия высокого качества по различным технологическим схемам. Так, наряду с периодической полимеризацией в стационарных формах, начали широко использовать центробежное и ротационное формование, применять трубчатые (проточные) реакторы, сдвиговые реакторы непрерывного действия. фронтальные режимы проведения процессов полимеризации. [c.8]