Реакторы идеального смешения число

Это соотношение можно рассматривать как уравнение для N (числа реакторов идеального смешения), необходимого для описания поведения трубчатого реактора с продольной диффузией. Используя формулу (IX.109), можно написать [c.297]

Уравнения (5.19) определяют долю нерастворившегося компонента на выходе из любой ступени каскада как математическое ожидание кинетической функции растворяемого продукта. Они конкретизируют основное уравнение (5.12) применительно к непрерывному стационарному процессу в прямоточном каскаде реакторов идеального смешения. Число таких уравнений равно числу ступеней каскада п они составляют главную часть математического описания прямоточного процесса. [c.132]

Прежде всего ясно, что не все молекулы, входящие в реактор с временем контакта 0 = Vlq, проведут в нем одинаковое время 0. Вследствие интенсивного перемешивания некоторые из них пройдут реактор почти мгновенно. Именно нз-за того, что такие молекулы вносят очень малый вклад в химическое превращение, объем реактора идеального смешения приходится делать большим. Чтобы найти функцию распределения времени пребывания в реакторе, можно поставить следующий эксперимепт. В момент i = О в реактор впрыскивается короткий импульс нейтрального трассирующего вещества и измеряется концентрация этого вещества в выходящем из реактора потоке. Если концентрация в момент t равна с (г), то количество молекул, выходящих пз реактора в течение малого промежутка времени от i до i - - dt, будет пропорциональное (i) dt. Общее число молекул, вышедших из реактора, пропорционально [c.198]

Возможна и другая постановка оптимальной задачи, когда для заданного числа реакторов идеального смешения в каскаде требуется обеспечить максимальный выход продукта Р. При это.м к системе уравнений (111,246) добавляется еще одно уравнение [c.134]

Цепочка реакторов идеального смешения. При расчете оптимального режима процесса, протекающего в цепочке реакторов идеального смешения, оптимальному выбору подлежат температуры и времена контакта в каждом из реакторов. Рассмотрим задачу оптимизации процесса, включающего произвольное число реакций. Как и выше, примем обратную нумерацию реакторов (см. рис. IX.3). Очевидно, состав потока в (п 1)-м реакторе есть одновременно состав на входе /г-го реактора. Материальный баланс и-го реактора но каждому из ключевых веществ записывается в виде (см. раздел УИ.З) [c.384]

I — проточный реактор идеального смешения 2 — проточный реактор идеального вытеснения или периодически действующий реактор Л —число мономерных звеньев в молекуле полимера В — содержание данного полимера в продуктах реакции. [c.198]

Сравнение модели последовательных проточных реакторов идеального смешения с диффузионной моделью. Поскольку базой диффузионной модели служит совокупность часто повторяющихся вероятностных процессов, мы вправе ожидать, что при очень большом числе / обе модели будут идентичны. Эта гипотеза подтверждается на практике. Однако, если элементарный процесс, лежащий в основе диффузионной модели можно себе представить, то отличный от него элементарный процесс, который является основой модели последовательно соединенных реакторов, реально представить трудно. Действительно, не может же жидкость перепрыгивать с мгновенным изменением концентраций реагирующих веществ из одного элементарного аппарата в другой. В связи с этим формы С-кривых для указанных моделей должны все больше и больше различаться между собой по мере отклонения реального потока от потока идеального вытеснения. Так это фактически и происходит. [c.278]

Диффузионная модель и модель последовательно соединенных проточных реакторов идеального смешения содержат по одному параметру. Следовательно, в общем виде число параметров смешанной модели можно найти из соотношения [c.284]

IX-18. При отсутствии обратного перемешивания в системе из бесконечно большого числа последовательных реакторов идеального смешения С-кривая модели определяется величиной 0 = О, тогда как для систем с идеальным смешением (при / = 1) = 1. Показать, что в случае диффузионной модели в граничных точках закрытых [c.297]

Таблица 0.2. Влияние числа последовательных ступеней реактора идеального смешения на отношение суммарного объема ступеней к объему одноступенчатого реактора для реакции первого порядка

Рассмотрим одну такую задачу на примере схемы, изображенной на рис. 11. Пусть структура схемы фиксирована, но необходимо подобрать оптимальное число реакторов идеального смешения и экстракторов. Обозначим через щ число реакторов и чере щ — число экстракторов. Пусть максимальное число и тех и других ограничено 1 с и,- с Ni (г = 1, 2). Легко видеть, что общее число возможных вариантов схемы равно Если [c.248]

Если реакторный узел представляет собой последовательность реакторов идеального смешения, то, если степень превращения в нем недостаточна, необходимо увеличить число реакторов. Если же имеется реактор идеального вытеснения, то для повышения степени превращения необходимо увеличивать его длину. Однако при этом растут капитальные затраты. [c.187]

Рассмотрим постановку оптимальной задачи для каскада реакторов идеального смешения, в котором проводится сложная химическая реакция, не изменяющая общего числа молей реагирующей смеси. Математическое описание каскада аппаратов с такой реакцией представляет собой систему уравнений материальных балансов для всех (или только ключевых) компонентов смеси, записанных для всех реакторов каскада [c.166]

Рассмотрим в виде примера задачу построения схемы, состоящей из трех аппаратов (рис. 37) (реактора идеального смешения, реактора идеального вытеснения, сепаратора и необходимого числа смесителей и делителей потоков. Пусть в обоих реакторах протекает [c.202]

Таким образом, оказалось, что реактор идеального вытеснения — это предельный случай реактора идеального смешения, замененного бесконечно большим числом бесконечно малых последовательно соединенных реакторов идеального смешения. [c.267]

Этот выигрыш практически достигается при переходе от реактора идеального смешения к реактору идеального вытеснения, так как каскад с бесконечно большим числом аппаратов, каждый из которых имеет объем, стремящийся к нулю, эквивалентен реактору идеального вытеснения. [c.180]

Реактор идеального смешения. Математическое описание данного реактора можно получить из общих уравнений гидродинамики потока для случая идеального смешения (II, 14) и (11,20), если подставить в них соответствующие выражения для интенсивности источников массы и тепла. Интенсивность источников массы в этом случае равна скоростям образования реагентов. Полагая, что в процессе химического превращения число молей реагирующих веществ не изменяется, находят следующие уравнения для ключевых компонентов реакции [c.80]

Решение задачи оптимизации непрерывного реактора идеального вытеснения в общем случае значительно более сложно, чем оптимизация реактора идеального смешения. Это в первую очередь обусловлено тем, что реактор вытеснения представляет собой объект с распределенными параметрами и его математическое описание содержит дифференциальные уравнения, решение которых в аналитической форме может быть получено лишь в весьма ограниченном числе случаев. В связи с этим ниже рассмотрены некоторые частные задачи оптимизации реакторов идеального вытеснения, которые можно решить при использовании методов исследования функций классического анализа в аналитической форме либо в форме процедуры вычислений, приводящей к определению оптимальных условий. [c.117]

Пример IV-7. Для каскада реакторов идеального смешения, в котором проводится реакция первого порядка, протекающая без изменения числа молей реагирующих веществ, определить выигрыш в суммарном реакционном объеме каскада по сравнению с одиночным реактором идеального смешения, рассчитанным на ту же степень превращения исходного реагента А. [c.179]

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]

Широкое применение электронных вычислительных машин и развитие новых экспериментальных методов определения истинной скорости химического превращения позволяют с достаточной точностью рассчитывать промышленные реакторы с неподвижным слоем катализатора. Использование электронных вычислительных машин для расчета реакторов с псевдоожиженным слоем пока еще невозможно, ввиду отсутствия строгого математического описания для таких реакторов. Несмотря на значительное число опубликованных работ по этому вопросу, до настоящего времени реактор с псевдоожиженным слоем рассчитывается как реактор идеального смешения, хотя имеющиеся данные как с лабораторных установок, так и с промышленных, не дают оснований для такого расчета. Цель данного сообщения заключается в том, чтобы наметить подход к решению задачи расчета промышленных реакторов с псевдоожиженным слоем катализатора при помощи электронных вычислительных машин. [c.348]

Селективность процесса в реакторе идеального вытеснения несколько выше, нежели в реакторе идеального смешения При увеличении числа ступеней окисления повышается выход циклогексанона и циклогексанола [c.49]

В случае реакторов одинакового объема (равных значений т) = Со/(1+А т)". Из этой формулы можно рассчитать т, объем каждого реактора Ур = Кот и всех реакторов Zvp, = иКот. Ниже приведены значения кт, пропорциональные ЦУр,, для различного числа и последовательных реакторов идеального смешения и конечной степени превращения в них [одному реактору идеального смешения (ИС) отвечает и = 1, а реактору идеального вытеснения (ИВ) - и = оо] [c.287]

Однако, из рис. 11.25 видно также, как преодолеть указанный недостаток реакторов идеального смешения. Проведем реакцию от степени полноты до степени полноты с помощью двух реакторов, в первом из которых растет от до а во втором — от до Ер. Тогда время контакта в первом реакторе будет равно площади прямоугольника АРСН, а во втором — площади прямоугольника Н1СО. Очевидно, суммарное время контакта для двух реакторов будет меньше, чем для одиночного, потому что первый реактор теперь работает в условиях, когда скорость реакции выше. Если теперь пспользовать несколько реакторов, мы получим несколько таких прямоугольников с правыми верхними углами, лежащими на кривой. Чем больше число стадий, тем меньше суммарное время контакта, и в пределе мы достигнем площади под кривой, т. е. времени периодической реакции. [c.187]

Рассмотрим протекающую в реакторе идеального смешения газофазную реакцию первого порядка, идущую с дменением числа молекул [c.19]

Для повышения эффективности работы реакторов идеального смешения прибегают к использованию принципа ступенчатого ведения процесса. Однако работа реакторов идеального смешения может быть интенсифицирована в значительно большей степени, если применить принцип рециркуляции непрореагировавшего сырья. Работу такого реактора можно уподобить ведению процесса в многоступенчатом гипотетическом реакторе идеального смешения, когда между ступенями отводятся продукты реакции и в каждую следующую ступень поступает только непрореагировавшая часть сырья. Наряду с этим реактор будет илшть то преимущество, что непосредственно в процессе эксплуатации можно изменять число ступеней до нужного предела одним лишь варьированием коэффициента рециркуляции. [c.13]

Разработать алгоритм, блок-схему и программу расчета изотермического проточного реактора с гидродинамикой, описываемой ячеечной моделью (РЯМ) с числом ячеек взяв за основу расчета моделирование процесса в изотермическом реакторе идеального смешения периодического действия (РИСПД), в котором гидродинамика не оказывает влияния на кинетику химического процесса. Масштабный переход к модели РЯМ по данным расчета РИСПД выполняется по формуле [c.43]

Количество проводимых процессов в реакторах значительно больше числа описываюших их математических моделей. Это позволяет находить обшие свойства в различных типах реакторов, проводить обобщение. Вначале свойства процесса в реакторе изучают с помощью их математических моделей, т.е. изучают свойства уравнений, перенося их затем на свойства реактора. Если внимательно посмотреть на уравнения (4.92), то становится очевидным математическое подобие уравнений в реакторах идеального смешения периодическом (а) и идеального вытеснения (в). Естественно, что свойства этих моделей (уравнений) также одинаковы. На самом деле описываемые ими процессы принципиально различны - периодический нестационарный и непрерывный стационарный. Различие свойств процессов в реакторах на основе одинаковых свойств их моделей будет проявляться при интерпретации свойств модели на свойства процесса. [c.160]

Нетрудно показать, что если реакторы идеального смешения объединены последовательно в каскад реакторов иЛи представлены секционированным реактором, то удельная производительность каскада реакторов или секционированного реактора с увеличением их числа (реакторов, секций) приближается к реактору идеального вытеснения. На практике используют каскад реакторов от 2-4 до 8-10 и более, а также сочетание реакторов, например идеального смешения и идеального вытеснения. В промышленности каскад реакторов и секционированные реакторы используются для проведения окисления углеводородов в жидкой фазе молекулярным кислородом, например циклогексана в цик-логексанол и циклогексанон, изопропилбензола в гидропероксид изопропилбензола и др. При блочной (в массе) полимеризации стирола в полистирол полимеризация мономера сначала осуществляется до конверсии 0,7-0,8 в двух последовательно соединенных полимеризаторах смешения, а затем завершается до конверсии [c.184]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология