Реакторы идеального смешения адиабатические

Рис. У1П-16. Адиабатический процесс в проточном реакторе идеального смешения. Реакция сопровождается достаточно большим тепловым эффектом, который приводит к изменению температуры реакционной массы

Как уже отмечалось в предыдущей главе, реакторы с неподвижным слоем также могут быть адиабатическими. В других случаях тепло реакции может отводиться или подводиться через стенку реактора. В аппаратах с неподвижным слоем стенка не всегда соответствует стенке трубы. Например, в реакторе синтеза аммиака катализатор помещен между множеством узких трубок, параллельных оси большой трубы (диаметр 1,5 м) эта труба и является в данном случае трубчатым реактором . Такое устройство реактора дает возможность регулировать температуру по всему сечению аппарата, а не только по его периметру. При этом предположение об однородности условий но всему сечению реактора становится более оправданным. Мы будем исследовать только стационарные режимы такого рода одномерных реакторов, для которых единственной независимой переменной является расстояние от входа в реактор. Более сложные задачи связаны с чрезвычайными математическими трудностями и до сих пор изучены плохо. Действительно, в то время как реактор идеального смешения описывается алгебраическими или трансцендентными уравнениями в стационарном режиме и [c.255]

Ряд других схем комбинированных реакторов для процессов с обратимыми и необратимыми реакциями первого и второго порядка рассмотрен в работах [84, 95—971. Их краткое изложение применительно к комбинациям различных типов адиабатических реакторов приведено в работе [4]. В приложении к практическим расчетам может оказаться полезной модель комбинированного проточного реактора в адиабатических условиях, описанная в работе [97]. Каждый реактор предлагается рассматривать как сумму элементарных реакторов идеального смешения (М) и идеального вытеснения (Т). Введение параметра М позволяет определить, какую часть от всего реакционного объема должен занимать реактор идеального смешения. [c.107]

Последовательность адиабатических реакторов идеального смешения. [c.219]

Исследование адиабатических реакторов дает естественный переход от реакторов идеального смешения, рассмотренных в предыдущей главе, к трубчатым и периодическим реакторам, которым посвящены последующие главы. Назвать реактор адиабатическим значит определить способ проведения процесса, но ничего не сказать о типе реактора. Как реакторы идеального смешения (в этом мы уже имели случай убедиться), так и трубчатые реакторы могут работать в адиабатических условиях, т. е. без подвода или отвода тепла. В этой главе мы воспользуемся результатами, полученными нами для реакторов идеального смешения, и введем только простейшую модель трубчатого реактора. [c.214]

Мы уже вывели основные расчетные уравнения для реактора идеального смешения с временем контакта 0. Если в формулах (VII.33), (VII.34) Q приравнять нулю, мы получим уравнения стационарного адиабатического процесса [c.216]

На рис. УП1-15 представлены технологические схемы для проведения экзотермических реакций. Из рис. У1П-15, а следует, что при подаче холодной реакционной смеси в адиабатический реактор идеального вытеснения реакция практически не идет. Рис. УИ1-15, б показывает возможность проведения реакций в проточном реакторе идеального смешения при автотермическом режиме. [c.222]

Обратимые реакции, протекающие в адиабатическом проточном реакторе идеального смешения. Единственное отличие расчета обратимых реакций от расчета необратимых реакций заключается в том, что отыскивают точку пересечения линии материального баланса с графиками, представленными на рис. УП1-5 и У1И-6. [c.227]

Рассмотрим, например, процесс синтеза высших спиртов из водорода и окиси углерода в адиабатическом реакторе идеального смешения. При малых степенях превращения величина X не влияет на скорость реакции, а зависимость количества выделяющегося тепла от температуры подчиняется закону Аррениуса [c.505]

Соотношение (1У,170) справедливо для большинства экзотермических систем в адиабатических условиях. Следует отметить, что если это соотношение не выполняется, скорость реакции будет уменьшаться при увеличении степени превращения и реактор идеального вытеснения окажется предпочтительнее реактора идеального смешения. [c.337]

Л -стадийный адиабатический реактор (рис. VI.8) состоит из N реакционных зон и —1 промежуточных теплообменников. Оптимальный режим процесса, протекающего в такой последовательности, достигается варьированием времени контакта и начальных температур на каждой из стадий. Оптимальное проектирование последовательности адиабатических реакторов идеального смешения осуществляется методами, изложенными в п. 4. Оптимальная действующая температура в каждом из реакторов последовательности, рассчитанная по формулам п. 4, [c.279]

Если заменить Гна и к Т)х на к Т)/ , то уравнение (4.124) будет полностью совпадать с уравнением (4.80), описывающем неизотермический процесс на поверхности твердой частицы в гетерогенном процессе, которое было проанализировано в разделе 4.7.2 о критических тепловых явлениях в гетерогенном процессе. Решение уравнения (4.80), как и уравнения (4.124), имеет 1 или 3 корня, а, следовательно, в проточном адиабатическом реакторе идеального смешения возможно существование одного или трех стационарных режимов процесса (рис. 4.61, а). Положительная обратная связь между тепловыделением в реакторе и отводом теплоты из него с нагретым прореагировавшим потоком обуславливают возможность появления неоднозначных стационарных режимов. [c.195]

Из выражения (4.125) следует, что наличие теплоотвода эквивалентно уменьшению величины адиабатического разогрева АГ , т.е. вследствие осуществления теплоотвода максимальный разогрев в реакторе будет меньше адиабатического и равен А7 /(1 + Вт). На рис. 4.62 сплошными линиями показаны зависимости р(Т) и д (Т) ъ адиабатическом режиме (б = 0), а штриховыми - в режиме с теплоотводом (В Ф 0) в последнем случае з-образная кривая р(7) более пологая. Из графика видно, что при некотором значении параметра В станет возможной реализация только одного стационарного режима. Наличие теплоотвода к постороннему теплоносителю в проточном реакторе идеального смешения позволит реализовать стационарный режим процесса в нем для практически любой степени превращения. [c.197]

В чем особенность температурного режима в проточном реакторе идеального смешения при протекании адиабатического процесса [c.203]

АДИАБАТИЧЕСКИЕ РЕАКТОРЫ ИДЕАЛЬНОГО СМЕШЕНИЯ [c.38]

Рассмотрим адиабатический реактор идеального смешения. В реакторе протекает реакция А- В, кинетика которой описывается уравнением [c.147]

Необходимо иметь в виду, что изотермичность и адиабатичность не обязательно исключают друг друга. Возможны случаи, когда реактор работает одновременно и в изотермическом, и в адиабатическом режиме. Так, если выделение тепла реакции мало, то адиабатический реактор работает почти изотермически. В изотермических условиях работает и адиабатический реактор идеального смешения. [c.103]

Пример 2-2. В реакторе идеального смешения, работающем в адиабатических условиях, происходят реакции [c.24]

В реакторе идеального смешения при адиабатических условиях прохо-Ч [c.52]

Жидкофазная необратимая реакция первого порядка 2А —> В проходит в реакторе идеального смешения, работающем в адиабатических условиях. [c.53]

Для адиабатического режима работы непрерывнодействующего реактора идеального смешения [c.126]

Метод динамического программирования применим к любым многостадийным процессам, в которых на каждой стадий надо принимать решения для оптимизации всего процесса. Среди работ, в которых этот метод использовался для оптимизации химических реакторов, прежде всего надо отметить цикл работ Р. Арпса, которые затем были обобщены в его монографии . При полющи указанного метода Р. Арис рассмотрел оптимизацию последовательности реакторов идеального смешения адиабатических полочных реакторов с охлаждением потоков между полками теплообменниками (или исходным реакционным газом, либо газом, отличным от исходного), а также оптимизацию реактора идеального вытеснения. В частности, он получил ранее найденные методом вариационного исчисления уравнения оптимальной температурной кривой в реакторе идеального вытеснения для общего случая. [c.10]

Пример 5-3. Необратимая реакция А -X R проходит в реакторе идеального смешения при адиабатических условиях. Тепловой эффект реакции (—ЛЯг) = 12 800 кДж(моль А) . Константа скорости реакции fe = 8,41 10 ехр(—4,92-107 Г)с . Средняя удельная теплоемкость веществ Ср= 2400 Дж(кг-К) . Плотность реакционной смеси р = 1100 кг-м- Объем реактора V = 4 м . Скорость подачи U0 = 5-10 м -с . Исходная концентрация вещества А Са, = 14 кмоль м . [c.133]

Необходимо 1) рассчитать требуемый объем реактора смешения, работающего в адиабатических условиях 2) определить требуемый объем реактора вытеснения, работающего в адиабатических условиях 3) правильно составить схему из реактора идеального смешения и реактора идеального вытеснения, объемы которых одинаковы, для того чтобы суммарный объем реакторов был минимальным, если реакторы работают в адиабатических [c.137]

Определить степень превращения для реактора идеального смешения с объемом, равным объему реактора идеального вытеснения, работающего в адиабатических условиях, при то й же скорости подачи смеси в случае одно-, двух-, трех- и четырехсекционного (секции равного объема) аппарата. [c.164]

Найти время пребывания 1) в одном реакторе смешения, работающем в адиабатических условиях 2) в одном реакторе вытеснения, работающем в адиабатических условиях 3) в системе, составленной из реактора идеального вытеснения и реактора идеального смешения одинаковых объемов, работающих в адиабатических условиях. Как надо расположить реакторы, чтобы получить максимальную производительность [c.169]

Четыре рассматриваемых типа реакторов связаны между собой как в физическом, так и в математическом отношении. Реактор с принудительным перемешиванием, или реактор идеального смешения, отличается от трубчатого реактора как по конструкции, так и по описывающим его уравнениям однако трубчатый реактор с достаточно интенсивным продольным перемешиванием потока приближается к режиму идеального смешения. Периодический реактор представляет собой реактор идеального смешения, в котором существует проток реагентов, но описывается он теми же уравнениями, что и простейшая модель трубчатого реактора. Термин адиабатический относится скорее к режиму реактора, чем к его конструкции, так как и реактор идеального смешения, и трубчатый, и периодический реактор могут быть адиабатическими. При исследовании различных типов реакторов нельзя в равной мере дать характеристику каждого реактора — частично из-за того, что различные вопросы изучены неодинаково полно, а частично из-за того, что некоторые проблемы трудно изложить на том доступном уровне, которого мы собираемся придерживаться в этой книге. Например, нестационарные уравнения для реактора идеального смешения являются обыкновенными дифференциальными уравнениями, и мы можем провести их анализ достаточно полно. Стационарный режим трубчатого реактора уже описывается обыкновенными дифференциальными уравнениями, а для описания его поведения в нестационарном режиме требуются дифференциальные уравнения в частных производных, анализ которых представляет весьма трудную задачу. Там, где это возможно, мы стараемся представить результаты более глубокого лнализа сложных задач в виде качественных описани11 и графиков, [c.10]

Для последовательности адиабатических реакторов идеального смешения мы рассмотрим только одну задачу оптимизации. Пусть требуется получить максимальную конечную степень полноты реакции в последовательности N реакторов одинакового объема V путем надлежащего распределения байпаса исходной смеси. Эта система представлена на рис. VIII.3 здесь снова принята нумерация реакторов от конца последовательности к началу д — полный объемный расход сырья и — объемная скорость потока в тг-м, считая от конца, реакторе. Таким образом, исходная смесь делится на поток подаваемый в Л -й реактор, и байпасный поток (1—д. Этот байпасный поток служит для охлаждения реагирующей смеси, выходящей из п-го реактора, до подачи ее в (и—1)-й реактор, путем добавления холодного сырья с объемной скоростью п = М, N — 1,. . ., 2). Таким образом [c.219]

При проведении процесса в адиабатических условиях neKOTopi.ix преимуществ можно добиться, комбинируя реакторы идеального смешения с трубчатыми реакторами (см. библиографию на стр. 252). Мы видели, что в изотермическом реакторе скорость реакции монотонно уменьшается с увеличением степени полноты так что при проведении процесса в реакторе идеального смешения всегда требуется большее время контакта, чем в трубчатом реакторе. Это положение остается верным и для эндотермических реакций, проводимых адиабатически. Однако, мы видели, что при адиабатическом проведении обратимой экзотермической реакции скорость реакции сначала возрастает, а затем падает. Если построить график зависимости fo) от i вдоль адиабатического пути, проходящего через точку I = о, г = T a, то получится кривая, подобная изображенной [c.246]

Необратимые реакции, протекающие в адиабатических условиях в проточных реакторах идеального смешения. Предположим, что в адиабатическом проточном реакторе идеального смешения (рис. УПМб) протекает необратимая реакция. Ниже рассмотрены также обратимые реакции и процессы при наличии теплообмена с окружающей средой. [c.224]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология