Реакторы идеального смешения простые

На рис. 38 показана кривая выделения тепла для простой обратимой экзотермической реакции, проте кающей в одноступенчатом реакторе идеального смешения. Для такого типа реакций максимально достижимая степень превращения уменьшается с повышением температуры. С точки зрения кинетики это означает, что с некоторой температуры начинает уменьшаться [c.160]

Реакторы идеального смешения периодического действия. В простейшем случае аппарат представляет собой котел, снабженный рубашкой или змеевиками и мешалкой, обеспечивающей столь интенсивное перемешивание, что концентрации в аппарате в любой точке объема можно считать практически одинаковыми и изменяющимися только во времени. [c.458]

Рассмотрим влияние кинетики химического процесса на удельную производительность реакторов идеального смешения и идеального вытеснения на примере реакций простых типов, т. е. реакций, описываемых одним стехиометрическим уравнением [c.183]

Условие материального баланса для реакций простых типов в реакторе идеального смешения [c.160]

Это выражение в общем виде является математической моделью реактора идеального смешения непрерывного действия. Практическое его применение требует конкретизации в зависимости от порядка реакции. Для простых реакций нулевого порядка г = к, я [c.201]

Другой способ решения, который мы проиллюстрируем на простейшем примере, — это представить трубчатый реактор как последовательность реакторов идеального смешения. Рассмотрим необратимую реакцию первого порядка. В этом случае равно исходной концентрации вещества А и Л= к(с, 1) [c.296]

Для реакций простых типов, описываемых кинетическим уравнением (3.139), удельная производительность реакторов идеального смешения и вытеснения соответственно равны [c.185]

В этом разделе рассмотрим вопрос об устойчивости стационарных режимов реакторов идеального смешения — простейшей из систем, исследуемых в теории химических реакторов. Б режиме идеального смешения (см. раздел УП.З) значения всех переменных одинаковы по всему объему реактора. В соответствии с этим стационарный режим реакторов данного типа описывается алгебраическими, а нестационарный — обыкновенными дифференциальными уравнениями. Такие системы принято называть системами с сосредоточенными пара- [c.324]

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]

Единственная реакция. Рассмотрим подробно простейшую систему-реактор идеального смешения, в котором протекает единственная химическая реакция с общим стехиометрическим уравнением [c.325]

VI1-12. Выше уже отмечалось, что в случае простых реакций характеристики системы, представляющей собой каскад проточных реакторов идеального смешения (например, объем), являются средними между характеристиками для реактора идеального вытеснения и одиночного реактора идеального смешения. При этом, чем больше реакторов в каскаде, тем ближе характеристики системы к характеристикам реактора идеального вытеснения. Можно ожидать, что указанное положение будет справедливо и для сложных реакций, причем не только в отношении объема системы, но и характеристик распределения продуктов реакции. Проверить справедливость данного пред-поло кения применительно к одной частной реакции [c.202]

Уравнения, описывающие зависимость концентрации компонентов в реакторе от време 1И, в случае реактора идеального смешения существенно сложнее, чем в замкнутой системе. Поэтому ниже будет рассмотрен только простейший пример — односторонняя реакция первого порядка [c.161]

Проблема описания хода реакции в открытых системах даже при постоянной температуре чрезвычайно сложна. Здесь мы рассмотрим лишь простейший случай гомогенной реакции в так называемом реакторе идеального смешения. [c.266]

КИНЕТИЧЕСКИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ РЕАКЦИЙ ПРОСТЫХ ТИПОВ В РЕАКТОРЕ ИДЕАЛЬНОГО СМЕШЕНИЯ [c.213]

Во всех рассмотренных выше примерах удавалось получить более или менее законченные конечные выражения для определения оптимальных условий проведения реакции в реакторе идеального смешения. Практически это стало возможным благодаря тому, что рассматривались предельно простые случаи с реакциями первого порядка, допускающими относительно простое аналитическое выражение критерия оптимальности. В более сложных случаях, в особенности для реакций, имеющих порядок, отличающийся от первого, решение существенно усложняется и, как правило, требует применения численных методов для получения конечных результатов. [c.116]

Для периодического процесса в реакторе идеального смешения условное время есть астрономическое время х = Г. В случае протекания простой реакции, описываемой уравнением ЩС, 7) = -г(С, Т), перейдя к степени превращения л = (С - С)/С , приведем систему (4.117) к виду [c.188]

Кинетический фактор. Удаление продукта реакции повышает концентрацию исходного реагента в реакторе и тем самым увеличивает скорость превращения. Сопоставим (рис. 5.44) системы реактора с ректификационной колонной а) и реактора-ректификатора (б) для простейшего случая реакция А = К - простая необратимая, реактор -идеального смешения, система разделения - идеальная (полностью разделяет компоненты). Система а была рассмотрена ранее (раздел 5.5.2), и степень превращения л в реакторе этой системы определяется из уравнения (5.48). [c.324]

Для периодического процесса в реакторе идеального смешения условное время х есть время астрономическое г = т. А в случае протекания простой реакции И (С, 7) =-г (С, Т). Перейдя к степени преврашения х = (О) - 0/Со> приведем систему (2.155) к виду [c.134]

Кинетический фактор. Удаление продукта реакции повышает концентрацию исходного реагента в реакторе и тем самым увеличивает скорость превращения. Сопоставим систему реактора с ректификационной колонной (рис. 3.44, а) и реакто-ра-ректификатора (см. рис. 3.44, 6) для простейшего случая простая необратимая реакция А = К реактор - идеального смешения система разделения - идеальная (полностью разделяет компоненты). Система, показанная на рис. 3.44, а, была рассмотрена ранее (см. разд. 3.4.2). Степень превращения х в реак- [c.279]

Иначе обстоит дело для реакторов идеального смешения, когда концентрация и температура одинаковы во всех точках реакционного объема, в том числе и на выходе из реактора. Уравнения материального и теплового балансов, составленные для реактора идеального смешения в целом, определяют концентрацию и температуру не только в продукте на выходе из реактора, но и в любой точке его рабочего объема. При стационарном протекании процесса материальный и тепловой балансы реактора идеального смешения всегда описываются алгебраическими уравнениями. Составление этих уравнений относится к числу довольно простых инженерных задач и обычно не вызывает никаких затруднений. В то же время уравнения материального и теплового балансов отражают специфику каждого конкретного процесса, что не позволяет дать рецепты их составления, пригодные для всех случаев. Поэтому мы ограничимся некоторыми рекомендациями общего характера и остановимся подробнее на не вполне стандартных случаях, которые, однако, могут встретиться в инженерной практике. [c.141]

Большое влияние на удельную производительность реактора оказывает также степень конверсии. Для реакций простых типов с повышением конверсии ключевого реагента А при прочих равных условиях удельная производительность падает тем заметнее, чем выше суммарный порядок (см. зфавнения 3.141 и 3.142), причем при 1 она стремится к нулю (рис. 3.3). При этом для реактора идеального вытеснения ее снижение со степенью превращения исходного сырья выражено в меньшей мере, чем в случае реакторов идеального смешения. [c.186]

Как и в вопросах, рассматривавшихся выше, важно прежде всего выделить простейшие предельные случаи. В первом из них продольный перенос считают настолько сильным, что температура и концентрации всех веществ полагаются одинаковыми по всей длине. Во втором предельном случае, напротив, полностью пренебрегают продольным переносом и считают, что температура и концентрации изменяются по длине в соответствии с протеканием реакции. Для неподвижного слоя или канала значение продольного переноса определяется просто длиной, так что указанные предельные случаи соответствуют короткому слою и длинному слою. Для слоя катализатора их рассматривали Тодес и Марго-лис [16], для слоя горящего угля — Майерс [17]. При проведении процесса в кипящем (псевдоожиженном) слое характер процесса всегда близок к предельному случаю полного перемешивания-В теории устойчивости химических реакторов только что отмеченным предельным случаям отвечают модели реакторов идеального смешения и идеального вытеснения как для гетерогенных, так и для гомогенных реакций. [c.427]

Система уравнений гомогенной реакционной зоны (реактора идеального смешения) для простой кинетики, в которой не участвуют промежуточные продукты, может быть записана в виде [c.450]

Перейдем к рассмотрению критерия существенно нестационарной неустойчивости. В общем виде этот критерий дается формулой (X, 10), если одновременно не выполнено условие квазистационарной неустойчивости. Подстановка в формулу (X, 10) выражений и Ту из (X, 28) позволяет после простых преобразований получить условие существенно нестационарной неустойчивости для реактора идеального смешения в виде [c.455]

Катализатор с медленно падающей активностью. По-видимому, простейшей экспериментальной установкой для измерения кинетических констант основной реакции и процесса дезактивации будет реактор идеального смешения. Пусть смесь, содержащая реагент концентрации С, поступает в контур. О падении активности судят по изменению концентрации, регистрируемому на выходе. [c.400]

Число Пекле, характеризующее поперечное перемешивание потока, находится, как отмечалось выше, в пределах от 8 до 15. В то же время продольное число Пекле примерно равно 2, откуда следует, что эффективный коэффициент продольной диффузии в 4—7 раз превышает эффективный коэффициент поперечной диффузии Е . Простые рассуждения показывают, почему это так. Свободный объем неподвижного слоя состоит из относительно больших пустот, соединенных узкнмп каналами. Например, при правильной ромбоэдрической упаковке сферических частиц доля свободного объема в плоскости, проходящей через центры сфер, составляет 9%. Если разделить слой между двумя такими плоскостями на три части, то доля свободного объема в средне трети будет равна 41 %, а в верхней и нижней третях — 18% при средней доле свободного объема 26%. Поэтому можно представить, что реагенты быстро перетекают из одного свободного объема в следующий, и ноток проходит как бы через цепь последовательно соединенных реакторов идеального смешения. В разделе VII.8 мы видели, что мгновенный импульс трассирующего вещества, введенного в первый реактор последовательности реакторов идеального смешения с общим временем контакта 0, размывается в колоколообразное распределение со средним временем [c.290]

Интегрирование уравнений (V. 9), (V. 10) для ряда простых и сложных реакций, протекающих в реакторах идеального смешения и идеального вытеснения, проводилось во многих работах. Обычно в литературе приводятся зависимости концентрации целевого продукта на выходе из реактора д от времени 1, прошедшего с момента начала реакции (периодический реактор смешения), или расстояния по длине реактора I (реактор идеального вытеснения). Нас же интересует вид зависимости производительности реактора от нагрузки. [c.126]

Рассмотрим вывод ММР для простейшей схемы процесса радикальной полимеризаций в реакторе идеального смешения, когда концентрация всех веществ во всех точках реакционного объема одинакова. При этом мы получим общие соотношения, справедливые при любых значениях конверсии [108]. Взаимосвязь между видом и параметрами функции распределения мертвых макромолекул по их длинам и константам скоростей элементарных реакций получается из решения системы дифференциальных уравнений материального баланса [107 108 109, гл. 2] [c.76]

Графический метод расчета для технологической схемы, состоящей из последовательно соединенных проточных реакторов идеального смешения. Уравнения для реакций, проходящих без изменения плотности реакционной массы в последовательно соединенных проточных реакторах идеального смешения, довольно просто решаются графическим методом при помощи крирой, изображающей зависимость Гд от С А, т. е. зависимость скорости реакции от концентрации реагента. [c.149]

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]

В рассматриваемой модели системы только ее граница на участке 1тп работает по разделению реакционной смеси. В самой же системе профиль концентраций произвольный для определенности можно ограничиться наиболее простым случаем — реактором идеального смешения. Тогда реакционная среда во всей системе однородна, градиент концентраций отсутствует. Для большинства еальных совмещенных процессов такой профиль концентраций не наблюдается. [c.189]

Поэтому в реальных условиях, проводя процесс в проточном реакторе идеального смешения, берут большой избыток вещестЁа А для подавления нежелательной реакции получения димера. Подачу веществ Л и В в реактор регулируют таким образом, чтобы их мольное соотношение поддерживалось в пределах 40 1. Непрореагировавшее количество вещества А полностью отделяют от реакционной массы и снова возвращают в систему. Непрореагировавшее количество вещества В нельзя просто выделить из смеси продуктов реакции и вновь подать в реактор. Фактически 50% вещества В не используется. Продукты 7 и 5 образуются в эквимолярных количествах. [c.203]

Развитие этих методов применительно к реакторным системам более сложным, чем просто проточные реакторы идеального смешения, приведено в работах ван-Хирдэна . Он исследовал неизотермическую систему, состоявшую из реактора идеального вытеснения и теплообменников различных типов и размеров. При этом расчеты проводились численным методом с помощью электронных вычислительных машин. Указанные вопросы в данной книге не рассматриваются. Подробно ознакомиться с изложенными методами можно по работам Корригана , Сми.та , Вэйласа , Хоугена и Уотсона [c.230]

Во-в 1 орых, ввиду все более и1ирокого использования открытых систем для изучения кинетики реакций, в частности для измерения скоростей процессов в реакторах идеального смешения по концентрации компоне тов в стационарном режиме, уже в гл. II вводится понятие открытой системы. Поэтому кинетические закономерности реакций в открытых системах рассматриваются параллельно с соответствующими закономерностями для реакций простых типов и сложных реакций в гл. IV и V нового издания, а не объединены в одну главу. [c.5]

Наиболее простым типом открытой системы является реактор идеального смешения, в который с определенной скоростью подаются исходные вещества и одновременно выводится такое же по объему количество реакционно) смеси. При этом в пределах реактора за счет ))итенсивного переме)иивания или энергичной циркуля-ц)))) с.меси через реактор (при проведении гетерогенно-каталитиче-ск) х реакцт Й) обеспечивается однородный состав реакционной смеси. [c.52]

Другим аспектом использования в сушильной установке в качестве сушильного агента перегретого пара является невозможность достижения 100%-го состава паровой среды [34]. Это обусловлено попаданием в систему воздуха с поступающим на сушку влажным материалом и подсосами через неплотности тяго-дутьевого оборудования. В случае сушки ПВХ следует учитывать еще и ВХ, содержащийся в материале, который вместе с испаряемой влагой переходит в газообразное состояние. При поступлении воздуха, ВХ и водяного пара из высушиваемого материала в сушильную установку в ней образуется паровоздушная смесь, которая при условии сброса из системы излиш ков среды постепенно приходит к некоторому равновесному составу. Так как сушильные установки с замкнутым циклом теплоносителя имеют высокую кратность рециркуляции, их можно рассматривать как проточные реакторы идеального смешения непрерывного действия [60], для которых равновесный состав компонентов в стационарных условиях и время выхода на стационарный режим рассчитываются достаточно просто. [c.114]

Как видно из вьфажений, для стехиометрически простых реакций, проводимых в реакторах идеального смешения, характерно уменьшение стационарной концентрации продуктов реакций и увеличение стационарной концентрации исходных веществ по мере увеличения скорости массообмена, т. е. с ростом скорости подачи исходных реагентов. [c.180]

Реакторы идеального смешения невыгодны при проведении реакций простых типов до высокой степени превращения реагентов в отлрпие от реакторов идеального вытеснения. Реакторы идеального вытеснения более производительны, чем реакторы идеального смешения. [c.184]

Рассмотрим некоторые аспекты, связанные с влиянием кинетики реакщш на селективность в зависимости от стехиометрии реакций (стехиометрически простые и сложные реакции) и типа реактора (реактор идеального смешения и реактор идеального вытеснения), [c.188]

Выведите уравнения, связывающие удельную производительность реакторов идеального смешения и вытеснения со скоростью химической реакции. Покажите на примерах стехиометрически простых реакций зависимость удельной производительности реактора от начальной концентрации реагентов, порядка реакции, конверсии и стехиометрии реагентов. [c.198]

Катализатор, не подвергающийся дезактивации. Если катализатор длительно сохраняет свою активность, константа скорости реакции К, может быть без труда замерена в лабораторных условиях, причем реактор может быть любого типа. Соответствующие расчетные уравнения, особенности расчета и принятые допущения приведены в главе VIII [уравнения (VIII,16—VIII,24)]. Даже для этого простейшего случая рекомендуется использовать реактор идеального смешения дифференциальный, проточно-циркуляционный, корзиночный и др. [c.400]

Леренос результатов теоретического анализа изотермического варианта на неизотермический в рассматриваемых ситуациях достаточно прост и связан с определением температурной зависимости констант. Это особенно ценно, так как процессы иол и-меризации, как правило, протекают в условиях саморазогрева массы вследствие экзотермической реакции роста цепи. Тепловые режимы в этом случае в целом подобны процессам, описываемым классической теорией теплового взрыва для непроточных реакторов [93, 94]. Обычно рассматриваются предельные простые модели Семенова и Франк-Каменецкого [93, 95], соответствующие моделям периодического реактора идеального смешения и периодического реактора без смешения. [c.53]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология