Каскад реакторов степень превращения

Уравнение (V. 30) позволяет определить объем каскада реакторов или число реакторов в каскаде, или степень превращения по известным остальным параметрам. [c.93]

При выбранном объеме реактора (Оа) и известном их числе в каскаде (Пр) степень превращения для реакций первого порядка можно оценить по уравнению [c.216]

Рис. 1У-5. Уменьшение суммарного объема каскада реакторов при увеличении числа реакторов в каскаде, рассчитанном на заданную степень превращения исходных реагентов.

П. Графический метод. Из проектных уравнений рассматриваемого каскада реакторов следует, что Ко = и Гд = (1 — а) . Вычертим кривую г д. а затем построим описанные выше ступени каскада, состоящего из трех реакторов, стараясь подобрать наклоны прямых линий так, чтобы абсцисса точки пересечения последней прямой линии с кривой г приходилась как можно ближе к заданному значению степени превращения а = 0,75. После нескольких подобных проб можно установить, что при наклоне т = 0,2 абсцисса точки пересечения третьей прямой линии с кривой г будет равна аз = 0,76 (рис. У-ЗО). Из того же графика находим а1 = 0,52 и аа = 0,68. Воспользовавшись связью т = 1/Ко, определим Тз [c.313]

Выражение (УП1-327) идентично зависимости (У1И-281), представляющей собой проектное уравнение реактора полного вытеснения. Это означает, что производительность каскада реакторов при конечной степени превращения приближается к производительности реактора с полным вытеснением по мере возрастания числа ступеней каскада. [c.321]

Последовательность расчета трубчатого реактора с неполным перемешиванием I) определение Ъь или Во 2) нахождение числа ступеней заменяющего каскада 3) вычисление степени превращения в заменяющем каскаде. [c.328]

Отсюда следует, что время пребывания реагентов в обоих системах одинаково, однако объем каскада реакторов в три раза больше объема единичного . аппарата, и, таким образом, интенсивность питания каскада может возрастать в том же соотношении. Поскольку степень превращения используемых исходных веществ повышается с 0,9 до 0,97, количество продуктов, получаемое с помощью каскада, увеличивается в 3(0,97/0,9) = 3,23 раза. [c.370]

Пользуясь диаграммой, представленной на рис. 1Х-17, можно определить степени превращения в отдельных реакторах каскада. Для полной степени превращения а = 0,97 в крайних реакторах (первом и третьем) А = Даз = 0,12, в среднем реакторе Д 2 = 0,73. В соответствии с этим уменьшаются количества исходных веществ в последовательных ступенях каскада (рис. 1Х-20). [c.371]

На рис. IX-7I приведена зависимость между объемами этих реакторов, которые необходимы для достижения определенной степени превращения при реакциях первого и второго порядка, проходящих в гомогенной системе при изотермических условиях. Разница особенно велика при высоких значениях степени превращения. Если по каким-либо причинам трубчатый реактор не подходит для наших целей, то следует применять каскад кубовых реакторов. Во многих случаях достаточно 3—4 реакторов в каскаде, чтобы приблизиться к перерабатывающей способности, достигаемой в трубчатом реакторе, хотя иногда для этого приходится использовать и большее число аппаратов в каскаде (до 20). [c.420]

Задача о минимальном времени пребывания смеси в каскаде реакторов при заданной степени превращения (известно и решена в [24]. [c.342]

Составить общее выражение для расчета степени превращения в каскаде, состоящем из / последовательных одинаковых реакторов с псевдоожиженным слоем материала. [c.368]

Рис. ХП1-19. Промежуточная степень превращения между реакторами каскада

Все сказанное нужно учитывать при создании аппарата оптимальной конструкции. Например, лучшей конструкцией может оказаться каскад из двух последовательных реакторов различных типов. Так, при высокой степени превращения и сильно экзотермической реакции целесообразно исследовать возможность использования псевдоожиженного и неподвижного слоев. [c.443]

Реакторы для проведения процессов в гетерогенной системе жидкость — жидкость могут работать периодически, полунепрерывно и непрерывно. Такие реакторы почти всегда снабжены перемешивающим устройством. Поэтому для обеспечения заданной степени превращения при минимальном объеме перемешивания и непрерывном режиме работы используют систему последовательно соединенных в ряд реакторов (каскад, батарея). [c.321]

Для заданной входной концентрации ,-i это уравнение является линейным соотношением между концентрацией на выходе и скоростью. Прямая пересекает ось абсцисс в точке -i и имеет тангенс угла наклона 1/тг. Кроме того, значения u и С должны соответствовать также уравнению скорости процесса u = k i [или в общем виде ui = kf( )]. Таким образом, пересечение прямой, построенной по уравнению (V.32), с кривой зависимости скорости от концентрации дает значение С, (рис. 12). После определения i расчет повторяют, чтобы найти +i в следующей ступени. При одинаковом времени пребывания реагентов в реакторе полного смешения (одинаковом объеме реакторов в каскаде) прямые, определяемые уравнением (V. 32), будут параллель ными. Если задано число реакторов и конечная степень превращения, то время пребывания в реакторе находят путем подбора. Этот метод применим только в том случае, когда скорость реакции можно выразить как функцию одной переменной (щ — = ki( i)). [c.94]

Выражение (111,245) может быть использовано прн расчете оити-ма 1ьного каскада реакторов, где для заданной конечной степени превращения реагента А требуется обеспечить максимальный выход продукта Р. Геометрически эта задача эквивалентна задаче выбора таких прямоугольников, у каждого из которых одна из вершин лежит на графике зависимости Ор (х ) и которые имели бы максимальную суммарную площадь. Ту же задачу можно сформулировать математически как задачу отыскания максимального значения функции определяемой выражением (111,245) и рассматриваемой как функция Л — 1 переменных ха (г == 1,. . ., N — 1). Дифференцирование выражения (IIГ,245) в этом случае дает систему уравнений [c.134]

Пример 111-14. Определить оптимальное время пребьшания ц каскаде двух реакторов идеалыюго смешет1ия для заданной конечной степени превращения и ] [c.135]

Пример 1У-7. Для каскада реакторов идеального смепшиия, в ютором проводится реакция первого порядка, протекающая без измеисння числа нолей реагирующей смеси, определить выигрыш в суммарном реакционном объеме каскада по сравнению с одиночным реактором идеального смешения, рассчитанным на ту же степень превращения исходного реагента Л. [c.169]

Сравнение одиночного реактора с оптимальным каскадом и каскадом реакторов равного объема для различных степеней превращения исходного реагента А в случае реакции второго чорядка (/V = 2) [c.173]

В заключение раздела отметим еще одну возможную постановку оптимальной задачи для каскада реакторов идеального смешения. Прн этом речь пойдет о тех случаях, когда задача оптимнзапии формулируется как требование достижения максимальной степени превращения в каскаде N аппаратов при условии, что его суммарный объем имеет определенное заданное значение [c.174]

Схема каскада непрерывнодействующих реакторов полного перемешивания и график распределения скорости реакции по ступеням каскада представлены на рис. УП1-26. Штриховые линии соответствуют средним скоростям реакции в каскаде и в одиночном реакторе (при условии, что конечные степени превращения в обоих случаях одинаковы). В том же отношении, что и средняя скорость реакции, возрастает в каскаде (по сравнению с одиночным реактором) выход в расчете на единицу реакционного объема. [c.308]

Далее процедура поиска производится для известных условий выхода из JV—1-го реактора- Однако поскольку известна оптимальная скорость, можно выбрать ooтвeт твyюп yю ей температуру входа в 7V—1-й реактор. Этот подход показан на рис- VI-13 для каскада из трех реакторов. Вначале, задав Хща, находим температуру и степень превращения на входе в третий реактор. Далее выбираем температуру выхода из второго реактора, перемещаясь по линии Х2 = onst до пересечения с линией = onst. Перемещаясь по линии адиабатического реактора, находим х , а по нему я [c.211]

Рис. П-.5. Гра фическое построение для определения степени превращения в каскаде равных кубовых реакторов по методу Элдриджа и Пирета

Рпс. П-6. Относительная степень превращения для реакций второго порядка в каскаде из равных кубовых реакторов (данные Дженнея [c.51]

Более общий графический метод для определения степени превращения в каскаде был предложен рядом авторов (например, Джонсом и Вебером - ). Он основан на графическом выражентт скорости превращения как функции степени превращения. Скорость превращения может быть определена эмпирически, например, по результатам нескольких экспериментов. Построение, где в качестве исходных использованы результаты исследований в экспериментальном реакторе периодического действия, приведено на рпс. П-7 здесь в первом квадранте дан график зависимости концентрации реагента А от времени (кривая 1). [c.52]

Пример 1 -3. Теплопередача в каскаде кубовых реакторов. Реакция, описанная в примере IV- , проводится непрерьшно при 95 °С в каскаде нз трех одинаковых кубовых реакторов. Характеристика сырья и требуемая степень превращения те же, что и в примере IV- , а производственные операции те же, что п в варианте I этого примера, т. е. превращается 0,9-5 12 220 = = 0,375-Ю З кмоль А сек. Требуется рассчитать реакционный объем и условия теплообмена. [c.122]

Сравнение периодического и непрерывного процессов, а также сопоставление непрерывного процесса в трубчатом и кубовом реакторах с точки зрения получения максимальной производительности уже проводилось в главе II (стр. 78). Напомним, что при одинаковых усповиях производительность одного кубового реактора всегда нпже, чем производительность трубчатого реактора.В случае промежуточной системы, состоящей из каскада кубовых реакторов, проблемы оптимизации по производительности могут возникнуть в основном в отношении распределения объемов между кубами для получения необходимой степени превращения при минимальном общем объеме. [c.201]

Таким образом, знак наклона кривой трр — является показателем для выбора тина реактора, обеспечивающего наибольший выход. Он Э1 вивалентен показателю, приведенному ранее Денби-гом 1 , Трамбузом и Пиретом которые рассматривали знак величины для реакционной спстемы. Когда он отрицателен, наиболее благоприятны для образования целевого продукта низкие степени превращения и предпочтительным является трубчатый реактор когда он положителен, большую часть целевого продукта следует получить ири высокой степени превращения (предпочтительнее кубовый реактор). В последнем случае производительность реактора обязательно будет низкой, так что всегда потребуется большой реакционный объем (по сравнению с трубчатым реактором). Следует лп, и до какой степени целесообразно, пожертвовать некоторой долей выхода для повышения производительности реактора (например, за счет применения каскада кубовых реакторов) Это могут показать только эконолшческпе расчеты. [c.203]

Пример У1-3. Минимальный реакционный объем изотермического каскада. Необходимо найтп общий минимальный объем каскада и объем каждого из трех убовых реакторов, в которых протекает изотермическая реакция первого порядка Конечная степень превращения = 1 — [c.221]

XIII-12. Реагенты Л и В находятся в различных фазах. Процесс протекает со степенью превращения 99% в каскаде из трех проточных реакторов идеального смешения при противотоке и подаче в систему эквимолярных количеств веществ А и В. [c.407]

Я. И. Брайнес [80] указывает, что при реакциях второго порядка наивыгодные условия процесса будут осуществляться при условии, что объем каждого последующего аппарата вдвое больше объема предыдущего. В этом случае общий объем аппаратуры минимален, а степень превращения максимальна. Для реакции первого порядка объем реакторов в каскаде может быть практически одинаковым [78, с. 88, 112]. Поэтому схема каскада из трех реакторов для гидрогеиолиза глюкозы через сорбит имеет вид [c.140]

Последовательность реакторов смешения (обычно 2—5 аппаратов). По сравне1 ню с одиночным реактором такого же объема обеспечивается большая степень превращения сырья и большая селективность (при наличии вторичных нежелательных реакций). Величина положительного эффекта асимптотически возрастает с увеличением числа реакторов в каскаде. Дополнительный эффект также может быть получен, за счет обвязки. [c.120]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология