Химическая реакция с диффузией в трубчатом реакторе

При точном анализе динамики трубчатых реакторов необходимо учитывать одновременно влияние как химических, так и физических и физико-химических процессов на динамику состава. При движении определенного конечного элементарного объема по трубке реактора в этом объеме происходит изменение состава прежде всего вследствие химической реакции. Этот процесс в основе своей сходен с процессами в реакторах периодического действия, когда интервал между заполнением и освобождением реактора равен времени, за которое частица реакционной смеси проходит через реактор. Но, кроме этого, на динамику состава влияют процессы, протекающие в жидкости при ее течении и связанные с механическим перемешиванием и диффузией. Влияние этих процессов на динамику состава в предположении ламинарного течения жидкости описано в гл. 11 и 12. Таким образом, точное решение динамики трубчатых реакторов очень сложно и до сих пор не было получено. [c.538]

ХИМИЧЕСКАЯ РЕАКЦИЯ С ДИФФУЗИЕЙ В ТРУБЧАТОМ РЕАКТОРЕ [c.225]

Химическая реакция с диффузией в трубчатом реакторе. . . [c.816]

Долгое время среди технологов существовало убеждение, что процесс протекает в режиме идеального смешения. Однако с помощью кинетических расчетов, проделанных недавно, было установлено, что характерные времена химической реакции равны 10 —10 с. Это означает, что реакция полимеризации заканчивается на расстоянии 1—10 см от места ввода катализатора в реактор. Макрокинетический анализ работы реактора, в котором учитывалась химическая реакция, процессы тепло- и массопереноса, показал [76], что сверхбыстрые процессы бессмысленно проводить в емкостных реакторах, так как большая часть их объема является балластной. Хотя точные расчеты гидродинамики процесса смешения оказались невозможными из-за усложнений, вызванных изменением плотности среды вследствие контракции мономера и его кипения в зоне реакции, все же приблизительно были оценены значения коэффициентов турбулентной диффузии. Авторы предложили реактор трубчатого типа со ступенчатым вводом катализатора. Вполне очевидно, что такой реактор может эксплуатироваться только в непрерывном режиме. Даже при самых маленьких его размерах производительность оказалась слишком велика для лабораторной установки. Поэтому экспериментальный реактор смонтировали сразу в промышленном цехе параллельно существовавшему емкостному реактору. Длина экспериментального реактора составила около 2 м при диаметре около 0,5 м. Удельная производительность такого реактора оказалась примерно в 200 раз выше, чем реактора с мешалкой. [c.167]

Быстрые химические процессы полимеризации изобутилена эффективно протекают в потоках в трубчатых турбулентных аппаратах струйного типа. Использование трубчатых аппаратов диффузор-конфузорной конструкции [22] решает чрезвычайно важную проблему, связанную с созданием и обеспечением по всей длине аппарата развитого турбулентного смешения, в том числе и при работе с высоковязкими жидкостями. При применении трубчатого цилиндрического аппарата постоянного диаметра, как уже отмечалось (см. раздел З.2.), уровень турбулетности потока зависит от способа и геометрии ввода реагентов и на начальных участках быстро снижается по мере удаления от входа в аппарат (рис. 3.35, а). Диффузор-конфузор-ный канал позволяет поддерживать высокие значения параметров турбулентности, в частности кинетической энергии К, ее диссипации , коэффициента турбулентной диффузии и т.п., по всей длине трубчатого аппарата, изготовленного из нескольких диффузор-конфузорных секций (диаметр конфузора к диффузору 1 2) строго лимитированной протяженности (рис.3.35, б). Таким образом, в аппаратах этой конструкции параметры турбулентности определяются турбулизацией, возникающей за счет геометрии каналов, при этом они на порядок и более выше уровня турбулентности, создаваемой в объемных реакторах смешения при использовании даже самых эффективных механических устройств. Кроме того, и это важно, высокая турбулентность в зоне реакции при применении трубчатых аппаратов струйного типа диффузор-конфузорной конструкции решает важную проблему, связанную с отрицательным влиянияем высоковязких потоков на технологические показатели промышленных процессов. В этих условиях движение жидкостей, в том числе и высоковязких, отличается чрезвычайной нерегулярностью и беспорядочным изменением скорости в каждой точке потока, непрерывной пульсацией, обусловленных каскадным процессом взаимодействия движений разного масштаба - от самых больших до очень малых при этом в турбулентном потоке при гомогенизации среды основную роль играют крупномасштабные пульсации с масштабом порядка величин характеристических длин, определяющих размеры области, в которой имеется турбулентное движение [23 [c.184]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология