Реакторы непрерывного действия выбор

В книге рассмотрены важнейшие понятия химической кинетики. Изложены основы теории реакторов различных типов (периодического и непрерывного действия, колонных каскадов). Описаны реакторы с твердой фазой (неподвижным и псевдоожиженным слоем катализатора). Рассмотрены случаи протекания в аппаратах реакций, сопровождаемых абсорбцией и экстракцией. Приведены методы расчета реакторов с мешалками (аппараты идеального смешения) и трубчатых реакторов (аппараты идеального вытеснения). Даны сравнение реакторных установок и рекомендации по выбору реакторов. Во втором издании книги (первое издание вышло в 1968 г.) более подробно рассмотрены вопросы моделирования и оптимизации реакторов. [c.4]

Общее правило, устанавливающее связь между избирательностью химического процесса и его аппаратурным оформлением если зависимость между степенью превращения и избирательностью падает, то следует выбирать реактор смешения периодического действия или реактор вытеснения, а для реакций с возрастающей зависимостью — реактор смешения непрерывного действия. Выбор типа реактора по избирательности и способу подачи реагентов приведен в табл. 7.1. [c.180]

На выбор реактора может также оказать влияние и такой фактор, как нестабильность того или иного химического соединения в реакционной среде. Если какой-нибудь реагент легко превращается в нежелательные продукты в результате побочной реакции, реактор непрерывного действия с перемешиванием может оказаться предпочтительным вариантом, так как в этом случае можно выбрать такое время пребывания в реакторе, при котором в течение всего времени реакции концентрация исходного сырья в реакционном объеме будет очень низкой. Это, к примеру, может иметь место, если скорость побочной реакции зависит от более высокой концентрации реагента, чем та, которая требуется для реакции образования целевого продукта. Напротив, при нестабильности продукта более подходящим может оказаться трубчатый реактор, в котором высокая концентрация продукта наблюдается только в течение короткого периода перед выходом потока из трубки. [c.234]

Могут быть также использованы реакторные системы комбинированного типа, составленные, скажем, из последовательно соединенных трубчатого реактора и реактора непрерывного действия с перемешиванием или же наоборот. Проблему выбора и оптимизации реакторов весьма популярно излагает Денбиг [102] несколько более широкое освещение эта проблема получила в книге Смита [112]. [c.234]

Перед началом технологических разработок требуется обосновать выбор типа реакционного аппарата (реактор периодического действия, реактор непрерывного действия с интенсивным перемешиванием) и оценить оптимальные значения степени превращения бензола при проведении процесса по схеме, изображенной на рис. 1-5 (монохлорбензол — целевой продукт, т, е. 6=0). [c.26]

При рещении задач такого типа инженер-проектировщик обычно исходит из двух условий объема производства (т.е. потребной суточной производительности) и кинетики реакции. В остальном же он располагает значительной свободой выбора. Он может остановиться на периодическом реакторе, или одной из разновидностей реакторов непрерывного действия в определенных пределах он может выбрать наилучшее, с его точки зрения, значение для начальных концентраций реагентов, рабочих температур и давлений и, наконец, в ходе реакции он имеет возможность вносить изменения в некоторые из этих переменных. [c.138]

Оптимизируемые системы могут описываться алгебраическими, дифференциальными, логическими, статистическими и другими математическими соотношениями. В зависимости от характера и сложности математического описания объекта целесообразно применять тот или иной тип вычислительных машин. Например, при решении экономических задач часто встречаются сложные алгебраические выражения, в которых необходимо оптимальным образом подобрать совокупность коэффициентов. Для решения этих задач целесообразно использовать цифровые вычислительные машины. В то же время большое число задач из области управления, динамики непрерывных производственных процессов и т. д. описываются при помощи дифференциальных соотношений. В последнем случае для решения задач оптимизации широко используются вычислительные устройства непрерывного действия. Такова, например, задача выбора оптимального режима химического реактора, задача выбора оптимальной программы управления электродуговой сталеплавильной печью, задача настройки регулятора на максимальное быстродействие и т. д. [c.44]

Шахтные печи с движущимся под действием гравитационных сил слоем гранулированного или таблетированного катализатора являются наиболее простыми реакторами для термообработки. Их широкое применение в катализаторных производствах обусловлено незначительными потерями катализатора из-за разрушения или истирания, надежностью работы. По конструкции такие печи принципиально не отличаются от описанных выше шахтных сушилок. Значительно более жесткий температурный режим работы печей по сравнению с сушилками сказывается главным образом на выборе конструкционных материалов для изготовления основных элементов. Используют печи периодического и непрерывного действия. Разовая загрузка в печи периодического действия для различных конструкций составляет 400—5000 л. Производительность печей непрерывного действия находится в пределах от 20 до 650 кг/ч. Температура прокалки 500—1440 °С. [c.204]

Более совершенными являются непрерывно действующие схемы с подвижными катализаторами и разделением аппаратуры для основного процесса и регенерации. В этих системах режимы работы реакторов и регенераторов могут быть вполне стабильными и менее зависящими друг от друга. Как следствие, определение эффективности их работы и выбор оптимальных конструкций упрощаются и могут вестись, как при обычных непрерывных процессах, по правилам, изложенным в 2 3 и 4 данной главы. [c.400]

А. Выбор оптимального статического режима реактора идеального смешения непрерывного действия. [c.49]

Сравнение различных типов реакторов. Как подчеркивалось, большинство лабораторных поисковых исследований по синтезу полимеров выполняется в реакторах периодического действия, поскольку организация непрерывного процесса в лаборатории связана обычно с большими техническими трудностями. Поэтому проблема обоснования оптимальной конструкции и типа реактора всегда очень остро встает при планировании технологических разработок. При выборе конкретного типа и конфигурации реактора следует учитывать кинетический механизм процесса изменение вязкости среды по ходу процесса фазовые превращения в ходе процесса условия смешения условия теплоотвода давление в системе [c.143]

При изучении реакторов широко применяется моделирование процесса и расчет необходимых параметров по полученной модели. В связи с этим предлагаемая работа посвящена изучению химического превращения в различных типах реакторов и сравнительному анализу моделей реакторов для выбора наиболее целесообразной. Количество выполняемых работ соответствует числу моделей реакторов. Первая часть работы посвящена изучению химических превращений в проточном трубчатом реакторе, вторая — в реакторе смешения периодического действия и третья — в реакторе смешения непрерывного действия и каскаде таких реакторов. [c.283]

Известно [Ч, что время, необходимое для достижения заданной степени превращения химических реакций выше пулевого порядка, зависит от гидравлической обстановки процесса. В аппаратах непрерывного действия продольное перемешивание вещества замедляет скорость химического превращения. При продольном перемешивании время пребывания отдельных молей жидкости в объеме реактора может значительно отклоняться от средней величины т. Знание истинного закона распределения времени пребывания частиц жидкости в реакционной зоне аппарата С(В) имеет большое значение для выбора его оптимальных размеров и правильного технологического режима эксплуатации. [c.406]

При выборе конструктивного типа реактора к важнейшим факторам относятся агрегатное состояние исходных веществ и готового продукта, их химические свойства, температура и давление в процессе, тепловой эффект и скорость теплообмена, интенсивность перемешивания, непрерывность или периодичность действия, удобство монтажа и ремонта, простота изготовления, доступность конструкционных материалов и т. д. [c.77]

Если при выборе режима работы химических реакторов сравнивают технико-экономические показатели агрегатов непрерывного и периодического действия, то результат такого сравнения для дистилляционных колонн, как правило, будет в пользу непрерывных схем. Однако проектировщики часто вынуждены предусматривать колонны периодического действия малой производительности, в основном для разделения многокомпонентных систем. Это обусловлено следующими причинами [c.210]

Пример 111-4. Эмульсионная полимеризация в кубовом реакторе непрерывного действия. Реагент А (М = 104 кг/кмоль) полимеризуется в дисперсной фазе в кубовом реакторе с мешалкой. Результаты экспериментов в реакторе перподпческого действия должны быть использованы для выбора условий проведения реакцпп. На основанпп этих предварительных исследований выведена эмпирическая формула скорости превращенпя [ср., например, уравненпе (1,20)] [c.106]

Полимеризация происходит в каскаде реакторов непрерывного действия. Для выбора условий синтеза темплена и управляющих воздействий с целью стабилизации заданного значения ПТР была проведена оптимизация режимов работы реактора непрерывного действия с помощью метода распознавания образов. В качестве обучающей выборки использовался набор экспериментальных данных, полученных в режиме нормальной эксплуатации. [c.279]

Пример 13. Произвести выбор оптимального теплового режима работы реактора непрерывного действия в изотермическом процессе полимеризации, определить расход хладоиосителя и проверить условия перемешивания рабочей среды. [c.174]

Выбор между реактором периодического действия и реактором смешения зависит, разумеется, от большого числа факторов, из которых одним из самых важных является объем производства. При массовом производстве всегда предпочтителен непрерывный процесс, однако при этом необходимо учитывать влияние самого реактора на качество целевого продукта. Пластмассы никогда не являются химически однородными веществами они представляют собой смеси веществ, имеющих сходную общую структуру и различные молекулярные веса. Это является естественным следствием вероятностного характера самой реакции не каждая молекула активируется или претерпевает соответствующее соударение в один и тот же момент времени, и поэтому молекулы полимера имеют совершенно различную длину цепи. Действнтельно, если М. "оиомер и Р,- — полимер с чис/юм звеньев г, то мы имеем последовательность реакций тина [c.114]

Для синтеза пленкообразующих веществ наиболее часто применяются реакторы полного смешения периодического и непрерывного действия. При выборе оптимального типа реактора, определении его размеров, числа ступеней в непрерывнодействующих реакторах полного смешения и других параметров необходимо учитывать кинетику реакции, зависимость скорости реакции от типа реактора, равномерность пребывания частиц (частиц, молекул) в реакторах и особенности синтеза пленкообразующих веществ. [c.125]

Способы испытаний. Одним из направлений исследований является выбор лабораторного реактора, который позволил бы получить достоверную информацию о реакциях, имеющих важное значение в промышленном масштабе [6]. Метод, представляющий интерес, в частности, для газификации, заключается в использовании термогравиметрических весов (см. разд. 8.3). Аппаратура, применявшаяся в большинстве исследований для изучения реакционной способности графита [16] и горения угля [12], регистрировала потерю массы образца при определенных условиях (температура, давление, скорость потока). Высокая чувствительность непрерывно действующих весов позволяет проводить исследования при очень низких скоростях )еакций, при которых ограничения массопередачи минимальны. 3 литературе описаны термовесы как для низкого, так и для высокого давления [П]. Недавно они были использованы в экс-лериментах по газификации угля [17, 18]. [c.248]

Выбор частоты источника электропитания установки Плутон-2 проводили для установившегося режима. Предполагалось, что температура отдельных слоев загрузки имеет постоянную величину, а электроэнергия магнитной волны расходуется на изменение химического состава или структуры вещества. Такое допущение правомерно ввиду малой скорости подачи исходных продуктов в зону реактора. В этом случае индукционная установка работает в режиме непрерывного действия, усредненные параметры загрузки в зоне индуктора не изменяются. Кривая распределения температуры в загрузке, автотигле , кварцевом реакторе в радиальном направлении для установившегося режима в общем виде показана на рис. 7.23, а, а ее аппроксимация — на рис. 7.23, б. При аппроксимации реальной кривой приняты следующие допущения [c.363]

На начальной стадии рассмотрения проблем кинетики и удельного выхода продуктов на единицу объема реактора за единицу времени встают вопросы выбора типа реактора (объемный, трубчатый, непрерывного действия с перемешивающим устройством). Эта тематика освещается в главе 7, где будет показано, что подобный выбор зависит от целого ряда факторов, таких, как устойчивость сырья и продуктов, скорости протекания реакций, тепло- и массоиередача, а также желательные рабочие условия. [c.200]

На первом этапе разработки нового технологического процесса, исходя в основном из масштаба производства, устанавливается организационный принцип действия реакционной аппаратуры. Некоторые процессы в промышленных условиях осуществляются только в непрерывнодействующих аппаратах, так как при использовании реакторов периодического действия проведение этих процессов либо нецелесообразно (быстро текущие реакции), либо небезопасно. При организации многотоннажного производства, когда более предпочтительно непрерывное проведение процесса, выбор группы непрерывнодействующих реакторов проводится на основе результатов сравнительной оценки реакционных аппаратов идеальных режимов и аппаратов промежуточного типа (независимо от фазового состава и состояния реакционной смеси). [c.274]

Итак, стационарное распределение в объеме реактора импульсной (мгновенной) загрузки достигается не мгновенно, а за некоторое время ( время смешения ), и, кроме того, стационарное состояние не обязательно соответствует равномерному распределению. Такое положение не может не сказаться на распределении частиц суспензии по времени пребывания в непрерывно действующем реакторе смешения. Ясно, что распределение по времени пребывания определяется тем, как быстро частицы из любого вновь введенного элемента объема могут достигнуть выхода из реактора, т. е. в конечном счете распределение определяется быстротой смешения и степенью гомогенизации. Это обстоятельство до некоторой степени затрудняет возможность общего подхода к расчету реакторов смешения непрерывного действия, так как время смешения и степень гомогенизации являются индивидуальными характеристиками системы, зависящими от конструкции реактора и физических свойств перемешиваемой среды. Тем не менее такой общий подход в большинстве случаев возможен51 если учесть, что для растворения и выщелачивания обычно используют реакторы с весьма интенсивным перемешиванием. Время смешения в таких реакторах обычно измеряется секундами, а среднее время пребывания суспензии — десятками минут. Правильный выбор типа перемешивающего устройства и интенсивности перемешивания обеспечивает достаточное приближение к равномерному распределению частиц в объеме реактора. [c.15]

Пример № 3. При выборе аппаратуры для проведения полимеризации мономера на поверхности частиц твердого наполнителя интерес исследователей привлек способ виброкипения, не требующий больщих газовых потоков для псевдоожижения наполнителя. Принцип виброкипения находит применение при сушке некоторых порощковых продуктов. Лабораторный реактор такого типа для проведения полимеризации зарекомендовал себя достаточно хорошо. Весь цикл лабораторных исследований по синтезу был проведен. Однако при проектировании опытной установки оказалось, что создание герметичного, взрывобезопасного, непрерывно действующего виброреактора, работающего в заданном температурном режиме, представляет собой исключительно сложную (т. е. практически невыполнимую) задачу. [c.89]

Выбор значений констант скорости имел принципиальное значение. Авторы комбинировали экспериментальные данные, полученные в непрерывно действующем пилотном реакторе идеального смешения (РИСНД) объемом [c.132]

Для достижения желаемого распределения продуктов нужно поддерживать концентрации компонентов на требуемом уровне. Для этого при проведении процесса должны быть соответствующим образом организованы потоки реагентов. Возможные схемы организации потоков представлены на рис. УПЫО. В реакторе периодического или полунепрерывного действия можно менять условия подачи реагентов. В непрерывно действующем реакторе можно организовать процесс, протекающий при высоких концентрациях компонентов Л и В. Для этого следует выбирать реактор идеального вытеснения. Для обеспечения низкой концентрации Л и В оптимальным решением является выбор реактора идеального смешения. Можно также поддерживать концентрацию одного компонента высокой, а концентрацию другого — низкой, т. е. подавать Л непрерывно, а В — порциями. [c.317]

Для выбора оптимальной емкости агрегата непрерывного действия при заданной производительности агрегата определяют графоаналитическим методом число апнаратов, задавшись различными значениями объема каждого аппарата, и вычисляют съем готовой продукции с единицы объема реактора в единицу времени. На основании полученных значений, с учетом необходимой площади для размещения агрегата, капиталовложений и рабочей силы, выбирают оптимальную емкость аппаратов и нх число. [c.46]

Аппаратура. Для выщелачивания применяют чаны с мешалками (реакторы) для перемешивания пульпы, к-рые подразделяют на механич., пневматич, и пневмомеханич. Обычно их соединяют последовательно по несколько для непрерывного выщелачивания. В случае применения повышенного давления и повышенпой темп-ры пользуются автоклавами непрерывного и периодич. действия. Выщелачивание перемешиванием пульпы (агитация) — основной вид выщелачивания, иногда дополняющий первую стадию выщелачивания в цикле измельчения (мельница-классификатор). Для удешевления процесса и упрощения аппаратуры иногда (длн окисленных медных руд, для классифицированного песка легко выщелачиваемой золотой руды) применяется выщелачивание просачиванием р-ра чере-з слой хорошо фильтрующей загру.зки (н е р к о л я ц и я). Для интенсификации перколяции р-р иногда предварительно насыщают кислородом воздуха, вводят вакуум под фильтруюп ее днище и производят предварительную промывку для удаления примесей. Для более равномерного просачивания раствор заливают снизу — под фильтрующее (ложное) днище. Выщелачивание просачиванием применимо для руды, раздробленной в пределах до 2 см. При большей степени измельчения перколнцию применяют для выщелачивания песка, предварительно отделенного от шлама (ила) классификацией. Выщелачивание кислыми р-рами производится в гуммированной (стальной), керамиковой и,тш другой кислотоупорной аппаратуре для щелочных р-ров пригодна стальная, иногда деревянная аппаратура. Выбор аппаратуры зависит от процессов выщелачивания. Последние подразделяют 1) на выщелачивание просачиванием через кусковой материал без отделения шлама (чаще всего применяют для извлечения меди из окисленных руд р-ром серной [c.466]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология