Изменение гидродинамического режима реактора

В режиме идеального смешения концентрации реагентов постоянны по всему объему аппарата. Непрерывный переход от резина идеального вытеснения к режиму идеального смешения можво проследить в рамках диффузионной модели, решая уравнение (VI.14) или (VI.15) с граничными условиями (VI.27) и оценивая изменение степени превраш ения и статистических характеристик распределения при уменьшении числа Пекле. Режиму идеального вытеснения соответствует предельный случай Ре оо, а режиму идеального смешения — Ре 0. Все промежуточные режимы иногда определяют как режимы неполного смешения. Согласно сказанному выше, диффузионная модель далеко не всегда пригодна для описания работы реакторов в режиме неполного смешения. При расчет трубчатых реакторов х)на оказывается справедливой только ври больших числах Пекле, когда гидродинамический режим реактора приближается к режиму идеального вытеснения при этом расчет реактора в приближении идеального вытеснения обеспечивает обычно достаточную для технологических целей точность результатов, и влияние продольного перемешивания потока может быть учтено как малая поправка. При расчете реакторов малой протяженности, где продольное перемешивание особенно заметно и могут наблюдаться сильно размазанные функции распределения, необходимо уже учитывать реальную физическую картину процессов переноса вещества, так как диффузионная модель в этих условиях не применима. [c.213]

Сначала рассмотрим более общий случай исключения влияния межфазного массопереноса. Характер температурной зависимости (энергия активации) не может служить в жидкофазных реакциях надежным критерием оценки по ряду причин. Вследствие возможного клеточного диффузионно-контролируемого механизма или ионного характера реакции истинная энергия активации реакции может быть малой. Далее, как указывалось в предыдущем разделе, наблюдаемая температурная зависимость может быть следствием изменения коэффициентов распределения реагентов между фазами. Вблизи критической области такое влияние может быть особенно сильным и сказывается такнлб на соотношении объемов фаз. Наконец, в жидкостях, в отличие от газов, сам коэффициент диффузии зависит от температуры экспоненциально, причем эффективная энергия активации диффузии в вязких жидкостях составляет заметную величину. Поэтому обычно о переходе в кинетическую область судят ио прекращению зависимости скорости реакции от интенсивности перемешивания или барботажа. Здесь, однако, есть опасность, что при больших скоростях перемешивания может наступить автомодельная область, а ири очень интенсивном барботаже измениться гидродинамический режим. В результате объемный коэффициент массопередачи может стать инвариантным к эффекту перемешивания и ввести, таким образом, в заблуждение исследователя. В трехфазных каталитических реакторах этот прием более надежен ири условии неизменности соотношения фаз в потоке. [c.74]

Недостаток схемы с параллельными включениями нескольких труб заключается в том, что трудно обеспечить одинаковый тепловой режим во всех ветвях. Изменение температуры или выпадение кокса в одной из ветвей нарушает гидродинамический режим реактора. Через ветвь, в которой произошло выпадение кокса, уменьшается расход (ввиду увеличения гидравлического сопротивления), что в свою очередь способствует дальнейшему выпадению кокса. Только в печах градиентного типа с большим количеством горелок можно достаточно надежно регулировать температуру вдоль трубы. В этих печах допускается параллельное включение нескольких змеевиков. Диаметр труб реактора достаточно жестко связан с его производительностью. Учитывая приведенные выше значения допускаемых весовых скоростей в трубах, можно определить предельные производительности одной ветви пирозмеевика (см. табл. 10). [c.63]

Условия (11.56) или (П.58) имеют важное практическое значение. Если процесс проводится в барботажном реакторе или реакторе с механическим диспергированием газа, то такие параметры, как а и Фг, будут возрастать с увеличением скорости барботирующего газа йУг или частоты вращения мешалки я. Следовательно, увеличением этих параметров можно реакцию перевести из диффузионного режима в кинетический, повысив тем самым скорость химического превращения (рис. 18). Однако следует помнить, что независимость (1с1(11 от еще не является достаточным основанием для утверждения о переходе реакции в кинетический режим. При увеличении скорости барботирующего газа возможно такое изменение гидродинамического режима работы реактора, когда стаби-36 [c.36]

Теория подобия оказывается неприменимой к химическим реакторам, так как гидродинамические, тепловые и химические условия подобия не совместны [1]. При изменении масштабов изменяются гидродинамический режим, а также режим процессов массо- и теплопередачи, влияющих на химические превращения. Нельзя обеспечить в большинстве случаев условия, при которых физические факторы оказывают одинаковое влияние на скорость химической реакции в реакторах разного масштаба.. [c.3]

В основу всех двухфазных моделей заложено раздельное рассмотрение влияния гидродинамики и кинетики на показатели каталитического процесса. Такой подход оправдан далеко не всегда. Процесс, сопровождающийся существенным изменением объема, протекая в плотной части КС, должен привести к локальному изменению скорости газа и, следовательно, к изменению гидродинамической обстановки в слое. Образование и подъем пузырей определяют интенсивность перемешивания твердых частиц и, как следствие, температурный режим работы реактора. Частицы катализа- [c.278]

Гидродинамический режим смешения происходит в дифференциальном реакторе, в котором события рассматриваются на макроуровне, и поэтому известные методы расчета подобных реакторов не должны претерпеть изменения, т. е. скорости реакции, использующиеся при расчете подобных реакторов, должны составляться на макроуровне. При этом надо учитывать, что кинетические параметры, которые были предварительно определены для данного процесса, должны находиться на базе новых предпосылок, т. е, из уравнений, составленных на молекулярном уровне. [c.86]

Такая система, состоящая в некоторых случаях из десятка и более аппаратов, получила название каскада реакторов (или батареи реакторов). Близок к каскаду и многосекционный горизонтальный аппарат (рис. 6.1.10). В каскаде реакторов изменение концентрации реагирующих веществ носит ступенчатый характер, так как продукт реакции предыдущего реактора (или секции) является исходным реагирующим веществом в последующем реакторе. Гидродинамический режим работы каскада реакторов является промежуточным и зависит от числа аппаратов, с увеличением числа которых он приближается к режиму полного вытеснения. В каскаде увеличивается время пребывания реагирующих компонентов по сравнению с реактором полного перемешивания, а также возрастает выход целевого компонента. [c.618]

Изменение масштаба процесса (заметим, что это относится как к его увеличению, так и к уменьшению) подвергает самому суровому испытанию все компоненты модели, полученные экспериментальным путем. Даже такие факторы, как константы скорости химических реакций, которые, как можно было бы ожидать, не должны меняться в зависимости от размеров реактора, не остаются неизменными. Например, селективное каталитическое окисление пропилена с получением акролеина и акриловой кислоты может перейти в цепную реакцию горения с выделением СО2 и СО [118]. В процессах, проте-каюпщх с участием радикалов и характеризующихся влиянием стенок сосудов, форма и размер аппарата становятся существенно важными факторами общей кинетической картины. Только в самых простых случаях, таких, как некоторые гомогенные жидкофазные реакции, можно рассчитывать на то, что кинетических данных, полученных лабораторным путем, будет достаточно для значительного масштабирования. Впрочем, и после того как будет подучена твердая гарантия, что эффект стенок отсутствует и что реакции будут идти с теми же скоростями, а константы скорости останутся прежними, введение в процесс даже такого, казалось бы, безо дного компонента, как перемешивание исходных компонентов, порождает проблему масштабирования. Ведь даже в условиях так называемой гомогенной реакции одно дело перемешивать жидкости в лабораторном сосуде и совсем другое — в реакторе емкостью 20 м . Форма и размер реактора, расположение штуцеров, через которые подаются жидкости, подлежащие перемешиванию, и гидродинамический режим, обусловленный геометрией пространства около ввода сырья, — все эти факторы будут оказывать существенное воздействие на характер перемешивания. [c.258]

К характерным признакам классификации, охватывающим все многообразие применяемых в химической промышленности реакторов, относят следующие факторы временной, характеризующий изменение параметров технологического режима во времени гидродинамический, характеризующий режим движения и структуру потока реагентов, проходящих через реактор температурный, определяющий характер изменения температуры по длине реакционной зоны. По временному фактору все реакторы разделяют на непрерывиодействующие и реакторы периодического действия. Для описания и анализа работы непрерывнодействующих реакторов используют закономерности протекания ХТП в потоках (см. разд. 6.1—6.3), Описание работы реакторов периодического действия проводят на основе законо- [c.120]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология