Каскад реакторов смешения

Рис. 11-3, Изменение концентрации и выхода в реакторе полного вытеснения (а) и в каскаде реакторов смешения, состоящем из пяти элементов одинакового объема (б).

Каскад реакторов смешения [c.245]

Рис. У1-5. Кривые скоростей превращения основного реагирующего вещества и продуктов реакции, выявляемые при протекании процесса в каскаде реакторов смешения.

Можно провести расчет трубчатого реактора на основе каскада реакторов смешения, если подробно исследованы оба пограничных случая реактора полного (идеального) вытеснения и непрерывнодействующего реактора смешения. Все частицы реагента, поступившие в трубчатый реактор полного вытеснения (рис. 11-4), имеют одинаковое время пребывания (движутся сплошным потоком), и, следовательно, не появляется никаких изменений скорости в радиальном направлении и не возникает диффузия в продольном направлении -v 0). [c.207]

Для реактора с секционированием по длине реакционной зоны, т. е. для каскада реакторов смешения (см. стр. 64), часто можно выбрать модель относительно небольших размеров. Если секционирование отсутствует, то идентичные условия по гидродинамике и распределению температурных полей обычно удается обеспечивать только на моделях больших размеров при работе с большими материальными потоками. В последнем случае для начального изучения процесса, чаще всего применяют промежуточные модели. Однако нужно учитывать, что составленное на такой модели математическое описание придется обязательно корректировать на стадии испытания опытного крупногабаритного реактора. [c.168]

Для достижения высоких степеней превращения и селективности применяются каскады реакторов смешения, причем для организации противоточного движения фаз в этом случае необходима установка между реакторами отстойников. [c.139]

Реакторы смешения применяются в виде одиночных аппаратов или каскадов аппаратов с мешалками для обеспечения равномерного распределения реагентов по объему и достижения высоких коэффициентов теплопередачи. Удельная производительность каскада реакторов смешения с увеличением их числа приближается к аппарату идеального вытеснения. На практике используют каскад из 3-5 реакторов смешения. [c.45]

Каскад реакторов смешения Многоступенчатый реактор [c.258]

Рис. 8.20. Расчет каскада реакторов смешения

Вопрос об оптимальном соотношении объемов ступеней неоднократно обсуждался в литературе. При этом, однако, рассматривались лишь гомогенные химические реакции (см., например, обзор в работе [51]). Выло установлено, что значение Я(,пт при проведении гомогенных химических реакций в каскаде реакторов смешения заключено в диапазоне от 1 до а, т. е. в иных пределах, чем для гетерогенных процессов. Это отражает некоторые принципиальные различия между гомогенными и гетерогенными процессами, отмечавшиеся в главе 1. Результаты изотермического гомогенного процесса полностью определяются концентрациями реагентов в ступенях и средним временем пребывания в них распределение частиц (т. е. молекул) по времени пребывания не играет в этих процессах никакой роли, так как химическая активность молекулы не зависит от того, сколько времени она уже пробыла в каскаде реакторов. В противоположность этому, химическая активность частицы твердой фазы в гетерогенном процессе зависит от времени ее пребывания в каскаде чем больше время пребывания частицы, тем сильнее она растворилась и тем ниже ее реакционная способность. Это различие между гомогенным и гетерогенным химическими процессами хорошо видно на примере реакций нулевого порядка. Если скорость гомогенного процесса не зависит от концентрации, то степень превращения определяется только средним временем пребывания и не зависит ни от числа ступеней, ни от соотношения их объемов. В этих условиях можно выбрать в качестве опт произвольное неотрицательное число. Если обозначить оптимальное отношение объемов при нулевом порядке реакции через Яо, то естественнее всего положить Хо==0, что соответствует одноступенчатому реактору применение многоступенчатых систем для проведения таких процессов является излишним. Для гетерогенных реакций нулевого порядка это уже не так результат процесса определяется не столько средним временем пребывания, [c.187]

Каскад реакторов смешения с подпиткой одного из компонентов (рис. 193). По режиму работы схема аналогична рассмотренной цепочке реакторов смешения. Отличие состоит в том, что один из взаимодействующих компонентов дозируют дополнительно в каждый реактор. Этим достигают увеличения концентрации дозируемого вещества в последних аппаратах каскада и, следователь- [c.231]

Максимальный выход промежуточного продукта в последовательных реакциях достигается при вполне определенном времени пребывания (контакта) [78, с. ПО] отсюда следует, что в отношении выхода промежуточного продукта оптимальным является периодический процесс, в котором все молекулы реагируют одинаковое время. В любом типе реактора непрерывного действия, как указывает Денбиг [78], неизбежны колебания времен пребывания и даже если среднее время пребывания в реакторе будет равно оптимальному, всегда найдутся элементы потока, которые пройдут через систему со временем пребывания, большим или меньшим оптимального. Чем шире диапазон изменения времен пребывания, тем меньше максимально возможный выход. Дифференциальная функция распределения времени контакта для каскада реакторов смешения становится более компактной с увеличением числа последовательно соединенных реакторов (например, см. [83]), и селективность реакции должна в этом случае увел ичиваться. Нахождение разумного числа аппаратов в каскаде (в смысле минимума затрат) зависит от квалификации проектировщика [78, с. 84], так как определяется стоимостью аппаратов, затратами на их эксплуатацию и выходом целевых продуктов. Очевидно, число аппаратов в каскаде 3—4 и среднее время контакта 40—60 мин должны обеспечить достаточно высокий выход глицерина (35—40% при гидрогенолизе глюкозы). [c.142]

В промышленности нашел наибольшее развитие низкотемпературный процесс, проводимый в водной эмульсии при температуре 5-8 °С в каскаде реакторов смешения (12 последовательно соединенных аппаратов смешения). [c.287]

Поскольку основным предметом рассмотрения в настоящей работе является каскад реакторов смешения, более подробный анализ реакторов вытеснения применительно к полимеризационным процессам (например, влияние диффузии на ММР) здесь опущен. [c.49]

Рис. 192. Каскад реакторов смешения

Каскад реакторов смешения с рециркуляцией (рис. 194) ирименяется при проведении жидкофазных гетерогенных процессов, когда один из взаимодействующих компонентов не успевает прореагировать полностью. Последним аппаратом цепочки является сепаратор, с помощью которого гетерогенная смесь разделяется на фазы. Один продукт отводится для дальнейшей переработки, или очистки, а второй возвращается в начало процесса. Тем самым достигается более полное использование сырья, однако снижается производительно ть схемы, так как увеличивается время пребывания смеси в системе и снижается концентрация взаимодействующих веществ. [c.241]

При непрерывном режиме П. в р. каскад последовательно соединенных реакторов смешения имеет меньший суммарный объем, чем одноступенчатый реактор, при одинаковой производительности и степени превращения. Для расчета каскада реакторов смешения составляют материальный баланс каждой ступени. Существуют специальные графич. методы расчета числа ступеней каскада изотермич. реакторов смешения для достижения заданной производительности при известном объеме единичного реактора. В общем случае применяют численные решения, используя ЭВМ. Хотя экономич. эффект (выигрыш в капитальных затратах) будет снижаться при очень большом числе ступеней, на практике для медленных процессов П. в р. используют каскады из 20 и более реакторов смешения (напр., при синтезе каучуков). [c.451]

Решение. Известно (см. главу V), что при увеличении числа ступеней в каскаде реакторов смешения (или числа полок в реакторе КС) распределение аремени пребывания приближается в пределе к распределению времени пребы-зания в реакторе идеального вытеснения. Поэтому производим ориентировочный расчет времени контакта газа с катализатором для трехсекционного аппарата КС по кинетическим уравнениям, характерным для режима вытеснения. [c.120]

Рис. 193. Каскад реакторов смешения с дополнительной дозировкой (подпиткой) одного компонента

В задачах оптимизации с помощью таких систем уравнений, как, например, (1.75), может быть исследовано влияние технологического режима процесса полимеризации в каскаде реакторов смешения или вытеснения на характеристики ММР, что в сочетании с перераспределением концентраций вдоль каскада (при создании неизотермического профиля каскада реакторов) или по длине реактора вытеснения может привести к существенным изменениям качества полимера. Профиль температур — фактор управления, эффективность которого зависит от типа модели. [c.62]

Решение. Известно (см. гл. V, стр. 129), что при увеличении числа ступеней в каскаде реакторов смешения (или числа полок в реакторе КС) распределение времени пребывания приближается в пределе к распределению времени пребывания в реакторе [c.159]

Каскад реакторов смешения — это непрерывно действующая технологическая схема, состоящая из последовательно соединенных однотипных реакторов смешения (рис. 192). Количество реакторов (от 2 до 12) зависит от скорости химического процесса. Исходные вещества подаются в первый аппарат и, проходя последовательно через все реакторы, выходят из последнего аппарата. Время пребывания компонентов в одном реакторе рассчитывают по формуле (21.1). Суммарное время пребывания в цепочке реакторов определяют сложением значений т. Другими словами, время пребывания компонентов в цепочке реакторов равно отношению общего реакционного объема схемы к объемной производительности схемы [c.231]

Обычно при составлении математической модели трубчатого реактора его рассматривают как аппарат идеального вытеснения, так как отношение длины аппарата к его диаметру для промышленных реакторов достаточно велико ( / >1 10 ) [70]. Автоклавные реакторы в зависимости от характера решаемой с помощью модели задачи и требуемой точности рассматривают как аппараты идеального смешения [71], каскад реакторов смешения [72] или реактор, работающий в полусегре-гационном режиме [73]. [c.80]

Для повышения удельного выхода полипропилена полимеризацию проводят в аппаратах периодического, полупериодического действия или в каскаде реакторов смешения непрерывного действия. В последние годы в промышленности полиолефинов все более широко применяется реактор смешения петлевого типа. Разработан процесс полимеризации пропилена в среде пропилена или его смесей с пропаном в реакторе петлевого типа с отстойными зонами для гравитационного сепарирования образующихся частиц полипропилена. Это позволяет отказаться от громоздкой каскадной [c.377]

На рис. VII. 17, б изображен каскад реакторов смешения и график зависимости X = f T), носящей ступенчатый характер, поскольку в реакторе смешения изменение температуры происходит скачкообразно. [c.162]

Бензойную кислоту гидрируют под давлением в присутствии палладиевого катализатора в каскаде реакторов смешения непрерывного действия 3 при 170°С и давлении 1.6 МПа. Полная конверсия бензойной кислоты достигается за один проход. Полученную циклогексанкарбоновую кислоту смешивают с олеумом и подают в многоступенчатый реактор 4, где при взаимодействии с нитрозилсерной кислотой образуется капролактам. Нитрозил-серную кислоту получают окислением аммиака с последующей абсорбцией оксидов азота олеумом. Реакционную смесь разбавляют водой в смесителе 5, непревращенную циклогексанкарбоновую [c.357]

Собственно процесс алкилирования проводится в каскаде реакторов смешения. Нейтрализацию и промывку алкилата осуществляют по трехступенчатой циркуляционной схеме. На первой ступени алкилат промывают циркулирующим 20—25%-м водным раствором хлорида алюминия с подпиткой балансового количества свежей воды (или воды от третьей ступени). На второй — остаточный хлорид алюминия нейтрализуют циркулирующим раствором щелочи, а на третьей — промывают водой. Такая схема промывки позволяет значительно снизить количество сточных вод и уменьшить образование мульмы . [c.148]

Каскад реакторов смешения с подпиткой одного из компоп нтов. [c.241]

Эпоксидирование пропилена проводится в каскаде реакторов смешения или в комбинированной системе из реакторов смешения и вытеснения. Выход пропиленоксида составляет 83-90 %. Далее эпоксидат разделяют ректификацией, выделяя рециркулирующий пропилен, пропиленоксид, рециркулирующий этилбензол и фракцию, содержащую метилфенилкарбинол. [c.93]

Сказанное выше справедливо и применительно к процессам получения полистирола и сополимеров стирола методом П. в м., где применяют каскад реакторов смешения или комбинированный процесс в неизотермич. условиях (с контролируемым или адиабатич. подъемом темп-ры на завершающей стадии процесса). Из анализа кинетики следует, что при непрерывном режиме полимеризации в каскаде реакторов со ступенчатым подъемом темп-ры на каждой ступени каскада будет получаться продукт с мультимодальным ММР. Более плавное изменение температуры в реакторах колонного типа приводит к получению продуктов с относительно широким унимодальным ММР (см. также Стирола полимеры). Оба типа продуктов достаточно близки друг к другу по технологическим и физико-химическим [c.447]

Каскад реакторов смешения, приведенный на рис. VIII. ,< , отличается от рассмотренного ранее К-РИС тем, что реагент В добавляется в аппарат постепенно. Это позволяет поддерживать оптимальный режим процесса. [c.167]

В (Монографии [5] приводится пример расчета каскада реакторов смешения для проведения полимеризации бутадиенстирольно- [c.283]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология