Реакторы непрерывного действия простые

К сожалению, этот простой и, казалось бы, очевидный анализ устойчивости не всегда приводит к правильным результатам. Как будет показано ниже, если реактор непрерывного действия обладает тремя положениями равновесия, то среднее из них — С всегда является седлом, т. е. неустойчиво, а положения равновесия А ц В могут быть как устойчивыми, так и неустойчивыми. Этот пример показывает, что анализ диаграммы подвода и отвода тепла в общем случае не решает вопроса об устойчивости режимов химического реактора. [c.67]

Химические реакторы непрерывного действия, описываемые обобщенной моделью (при соблюдении сформулированных выше условий), могут иметь лишь нечетное число стационарных состояний (простых положений равновесия). При этом число седел всегда на единицу меньше числа узлов и фокусов. [c.83]

Рассмотрим в качестве частного примера простую реакцию А - - В -л Р, проводимую в кубовом реакторе непрерывного действия (рис. П-22). [c.76]

В физико-химических процессах, происходящих в гетерогенной системе газ — жидкость, диффузия является физическим этапом, определяющим в большинстве случаев геометрические размеры реакторов. Реакторы для проведения процессов в системе газ — жидкость конструируются, главным образом, по принципу абсорбционных аппаратов, имеют большой объем, но относительно просты и легки в эксплуатации. Промышленные реакторы для систем газ — жидкость являются реакторами непрерывного действия реже используются реакторы полупериодического действия, имеющие непрерывное питание газом. При изучении процессов абсорбции, сопровождающихся химической реакцией (хемосорбция), необходимо одновременно рассматривать уравнения диффузии и химической кинетики, так как общая скорость процесса определяется скоростью перемещения реагентов к месту реакции и скоростью химической реакции. [c.137]

В качестве простейшего примера применения изложенных выше подходов рассмотрим устойчивость изотермического реактора непрерывного действия, в котором протекает реакция X У. [c.229]

Корриган и Янг [9] отмечают, что для простых параллельных реакций первого порядка молекулярно-весовое распределение продукта одинаково для реактора непрерывного действия с мешалкой, проточного трубчатого реактора и реактора периодического действия с мешалкой. Однако оно различно для параллельных реакций различных порядков. Корриган и Янг [61 рассмотрели влияние обратного перемешивания в реакторе непрерывного действия с мешалкой на выход продукта для ряда параллельных и последовательных реакций. [c.113]

Влияние физических и физико-химических процессов на динамику состава в трубчатых реакторах очень мало. Результат этого влияния можно свести просто к транспортному запаздыванию, которое равно времени протекания через реактор Та = = Ж1У. Ход основной химической реакции в элементарном объеме, протекающем по трубке реактора, соответствует некоторым из примеров для реакторов непрерывного действия, решенных в разд. 15.2. Были составлены обыкновенные дифференциальные уравнения. Решая их для конкретной реакции, получаем зависимость от времени концентрацин рассматриваемого вещества в результате одной реакции [c.538]

Реакторы для окисления циклогексана, конструируются по принципу абсорбционных аппаратов, они имеют значительный объем, но относительно просты и легки в эксплуатации. Как правило, это реакторы непрерывного действия [c.48]

Простой подсчет показывает, что с увеличением степени превращения и реактор непрерывного действия с мешалкой становится в этом отношении все менее экономически выгодным [c.192]

Цель настоящей работы - показать эффективность гидравлического моделирования на примере исследования и устранения поперечной неравномерности простейшего жидкофазного реактора непрерывного действия. Пусть лабораторными исследованиями установлено, что для проведения некоторой гомогенной реакции в жидкой фазе требуется некоторое время Т Расход жидкости задан. Тогда инженер найдет, что необходимый объём аппарата составит , [c.564]

В реакторе непрерывного действия происходит непрерывная смена частиц реакционной смеси, проходящих через зону реакции. При этом скорость их движения неодинакова одни частицы проходят через реактор быстро, другие вследствие диффузии или перемешивания совершают боковые или обратные движения и задерживаются в реакторе. Время реакции, которое в периодических процессах определялось очень просто и было равным выдержке реакционной смеси в реакторе при заданных условиях, для некоторых непрерывных процессов не поддается определению. [c.21]

В качестве примера рассмотрим непрерывную систему, для которой дифференциальное выражение diV/di, моль/с, описывает расход потока Р и является характеристикой системы, неизменной при постоянных условиях. Тогда скорость химического превращения в емкостном реакторе непрерывного действия с перемешивающим устройством получает простое выражение [c.228]

Хотя реактор периодического действия прост по конструкции, оснащению приборами и управлению, значительное время уходит на операции загрузки и выгрузки, непрерывная же работа сплошь и рядом дает большую экономию времени и средств. [c.232]

Простейшим аппаратом непрерывного действия является трубчатый реактор, в котором реагенты смешивают (перед поступлением или уже в самом реакторе) и пропускают через трубки таким образом, чтобы исключить перемешивание в направлении движения потока, т. е. здесь налицо приближение к режиму идеального вытеснения. Как и при работе с реактором периодического действия, состав реакционной массы изменяется во времени при подаче реагентов в трубчатый реактор непрерывного действия с постоянной скоростью продолжительность реакции для данной порции питания отсчитывается с момента ее поступления в реактор, так что можно вычертить изменение состава по длине трубки реактора. [c.232]

Трубчатый реактор непрерывного действия имеет определенные преимущества перед реактором периодического действия его работа не прерывается для загрузки и выгрузки время нахождения реагентов в зоне реакции можно произвольно менять простым изменением скорости подачи потока. С другой стороны, имеются осложнения, вызываемые динамикой потоков в трубах и перепадом температур из-за отсутствия перемешивания. Например, при установившемся режиме потока реагенты, находящиеся в центре трубки, будут двигаться с большей скоростью, чем у ее стенок, вследствие чего время [c.232]

Проточный реактор непрерывного действия представляет собой систему с полным перемешиванием на макроуровне, работаюш,ую в стационарных условиях, что делает анализ такой системы чрезвычайно простым. В сущности, метод анализа включает количественное описание всех процессов, которые приводят к увеличению или уменьшению концентрации бактерий, лимитирующего субстрата и продуктов. Так как получение каких-либо целевых продуктов не является целью процесса очистки сточных вод, то соответствующая часть анализа здесь не приведена. Проточный биореактор полного смешения и непрерывного действия, в котором происходит рост бактерий, схематично показан на рис. 3.3. Предполагается, что объем жидкости в биореакторе [c.107]

Эквивалентность результирующих эффектов вязкости, диффузии и недостаточного смешения делает особенно гибкими модели процессов полимеризации в реакторах непрерывного действия, позволяя учитывать эти явления на том уровне математического описания, который наиболее удобен. В реальных процессах эти эффекты могут либо взаимно компенсироваться, либо сглаживаться, что позволяет применять более простые модели, чем в случае, если исходить из физической сущности процессов. В качестве критерия достоверности таких моделей можно принять совпадение характеристик процесса и модели, что подтверждает правомочность замены сложной модели более простой. Эти и другие особенности использования экспериментальных данных при моделировании рассмотрены в главе II. [c.67]

Реакторы периодического действия просты по конструкции, требуют небольшого вспомогательного оборудования, поэтому они особенно удобны для проведения опытных работ по изучению химической кинетики. В промышленности же ойи обычно используются в малотоннажных производствах и для переработки относительно дорогостоящих химических продуктов. Большинство же промышленных процессов оформляется с использованием реакторов непрерывного действия. [c.113]

В табл. 3.1 сведены расчетные уравнения для реактора непрерывного действия, работающего в режиме идеального смещения при проведении в нем простых обратимых и необратимых, а также сложных хи- [c.76]

Проточные реакторы. Большинство современных промышленных процессов проводится в непрерывно действующих проточных реакторах. Такой реактор представляет собой открытую систему, взаимодействующую с внешней средой в аппарат непрерывно подаются исходные вещества и отводятся продукты реакции и выделяющееся тепло. На показатели работы реактора влияют, наряду с химической кинетикой и макрокинетикой процесса, новые, специфические факторы конвективный поток реагентов и теплообмен с внешней средой. Расчет и теоретический анализ работы реактора с учетом взаимодействия и взаимного влияния всех этих факторов — далеко не простое дело. Число параметров и переменных, необходимых для точного расчета, в практически важных случаях может быть чрезвычайно большим и превосходить возможности даже самых быстродействующих вычислительных машин. Дополнительную сложность вносят типичные для крупномасштабных систем явления статистической неупорядоченности и случайного разброса характеристик процесса. Эти явления нельзя рассматривать как внешнюю, досадную помеху они связаны с самой природой процесса и должны обязательно приниматься во внимание при анализе его работы. Непременным залогом успеха при расчете промышленных химических реакторов является предварительный анализ основных факторов, влияющих на процесс в данных условиях. Только таким путем можно выделить основные связи из сложной и запутанной картины взаимодействия различных процессов переноса и химической реакции, не отягощая расчет излишними и зачастую обманчивыми уточнениями и в то же время не упуская из виду существенных, хотя, может быть, и трудных для анализа, действующих факторов. [c.203]

Недостатки непрерывных реакторов с мешалками, основные из которых — громоздкость и большой расход электроэнергии на перемешивание — требовали создания непрерывно действующих реакторов, работающих по принципу идеального вытеснения. Этот принцип может быть осуществлен, если выполнить аппарат в виде трубы достаточной длины. Теплообмен в такой трубе можно осуществить достаточно просто, если ее снабдить рубашкой. Сложность применения таких аппаратов определяется небольшими скоростями реакций в жидкой фазе, что требует создания реакционной зоны очень большой длины для достижения необходимой конверсии. Достаточно сказать, что непрерывно действующий проточный реактор для гидролиза дихлорэтана имеет длину труб порядка 1 км. Большая длина реактора необходима для [c.251]

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]

При сравнении непрерывно действующих реакторов идеального перемешивания и идеального вытеснения можно воспользоваться аналитическими расчетными зависимостями для определения т, ранее выведенными нами с учетом конкретных типов реакций, механизмы протекания которых являются наиболее простыми. Для сложных, а также для простых неэлементарных реакций, когда прямая связь между стехиометрическими уравнениями и выражениями скорости отсутствует, составить такие удобные расчетные зависимости на основе моделей реакторов идеального перемешивания и идеального вытеснения не удается и приходится применять приближенные численные методы или получать решения с помощью вычислительных машин. [c.155]

Далее будет выяснено, что реактор идеального вытеснения можно по ходу потока разделить на ряд секций, каждая из которых аналогична отдельному аппарату идеального смешения непрерывного действия, и вести расчет от ступени к ступени. Концентрации и степень превращения в реакторе меняются непрерывно и определение их возможно только методами дифференцирования и интегрирования, в большинстве случаев графического. При замене же реактора -идеального вытеснения каскадом аппа ратов идеального смешения эти величины меняются ступенчато и определяются простыми арифметическими действиями. Расчеты показывают, что их, точность тем больше, чем на большие количества по возможности меньших размеров будет разделена труба. Рекомендуется делить реакторы вытеснения сначала на 5 равных частей. Затем расчет следует повторить при п = 10. Если при переходе от 5 к 10 частям результат не меняется, то его следует считать точным, иначе надо увеличить п до получения одинакового результата. [c.47]

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]

О недостатках баковых реакторов, в частности о затруднениях, возникающих при применении крупногабаритных аппаратов, говорилось выше. Применение колонн, т. е. аппаратов непрерывного действия, до недавнего времени сдерживалось ввиду многогранности процесса, в котором по мере течения изменяется ряд параметров. Правда, поскольку указанные процессы одноступенчатые, что позволяет вести их в режиме прямотока (гидродинамически более простом), что несколько облегчает использование колонн. [c.168]

Описаны полностью автоматические микрореакторы непрерывного действия, работающие при температурах до 800 °С и давлениях до ЫО Па. Поток вещества из реактора проходит через дозирующую петлю крана-дозатора, с помощью которого проба подается в хроматографическую колонку. С помощью таких методов изучали каталитическое разложение метилового эфира муравьиной кислоты на различных металлах, каталитическую дегидратацию алифатических спиртов на у-окиси алюминия, реакцию изомеризации и гидрокрекинга я-гексана, кинетику каталитической дегидратации первичных спиртов до олефинов и простых эфиров над у-окисью алюминия [3]. [c.191]

Несопоставимость важнейших характеристик непре рывного и периодического процессов свидетельствует о невозможности простого воспроизведения экспериментальных результатов периодического опыта в системе непрерывного действия. Так, при той же производительности и степени превращения объемы реакторов в непрерывном и периодическом процессах должны быть различными, а экспериментальные данные по изменению температуры и концентрации в периодическом опыте не содержат прямой информации о соответствующих характеристиках системы непрерывного действия. [c.10]

Подставив в формулу (2.69) значение а по уравнению (2.80), получим после простых преобразовании выражение для плотности распределения вероятностей времени пребывания частиц в непрерывно действующем реакторе, смешение в котором описывается формулой (2.80) [c.42]

Реакторы для проведения гетерогенных реакций в системе газ— жидкость. Гетерогенные реакции в системе газ — жидкость происходят только в жидкой фазе, при этом для осуществления реакции необходимо, чтобы газообразный реагент был растворен в жидкой фазе. Поэтому собственно химическому взаимодействию всегда предшествует физический процесс диффузии газа в жидкость. Реакторы для проведения процессов в системе газ — жидкость по конструкции похожи на абсорбционные аппараты, имеют большой объем и сравнительно просты в эксплуатации. Практически все реакторы работают непрерывно реакторы полупериодического действия с непрерывной подачей газа применяются редко. [c.237]

В мировой практике до 40% термопластичных полимеров перерабатывают в изделия методом экструзии с использованием червячных прессов (экструдеров) различных типов. При переработке гранулированных или порошкообразных термопластов экструдеры предназначаются для непрерывной пластикации и гомогенизации полимера, получения однородного расплава, перемешивания его и выдавливания через формующие головки в виде спрофилированного изделия. В случае питания экструдера расплавом полимера, например из трубчатых реакторов или полимеризационных колонн, экструдер используют в простейших схемах как непрерывно действующий нагнетатель расплава. В более сложных схемах в экструдер дополнительно подают красители, стабилизирующие добавки и наполнители, которые смешиваются с расплавом основного полимера и выдавливаются червяком через формующие головки в виде готовой композиции. [c.113]

Для автоматического непрерывного контроля сушки в реактор периодического действия или на пути выхода смолы из аппарата непрерывного действия устанавливают так называемый узел контроля. Он состоит из двух датчиков датчика вязкости (зонда ультразвукового вискозиметра) и датчика температуры (полупроводниковое термосопротивление, например типа КМТ-4) его впаивают в тонкостенный (0,5 мм) цилиндрический корпус из красной меди, служащий предохранителем от воздействия окружающей среды. При пользовании этим прибором применяют специальную номограмму зависимости между температурой среды, вязкостью ее в реакторе и вязкостью ее при температуре 20° С. Откладывая на номограмме показания обоих приборов — вязкость смолы в реакторе и температуру ее, быстро и просто определяют, какую вязкость смола будет иметь при температуре 20° С. [c.55]

НОЙ ДЛИНЫ. Теплообмен в такой трубе можно осуществить достаточно просто, если снабдить ее рубашкой. Сложность применения этих аппаратов определяется небольшими скоростями реакций в жидкой фазе, вследствие чего необходима реакционная зона очень большой длины для достижения необходимой конверсии. Достаточно сказать, что непрерывно действующий проточный реактор для гидролиза дихлорэтана имеет трубы длиной около 1 км. Для увеличения эффективности процесса нужно обеспечить достаточную скорость течения жидкости в аппарате, чтобы поток был турбулентным. Только при этом условии достигаются требуемое перемешивание реакционной смеси по сечению трубы и достаточная теплопередача. [c.419]

Характер изменения скорости реакции будет различным в зависимости от того, протекает ли реакция в замкнутой или проточной системе. В зам кнутой системе (т. е. без ввода или вывод.т вещества,. как, например, в реакторе периодического действия) произведение Af(a, Ь) проходит через максимум и затем постепенно уменьшается, несмотря на рост температуры. Зависимость скорости выделения тепла от температуры системы показана для этого случая из рис. 35. В проточной системе (т. е. при подводе реагентов, как, например, в реакторе непрерывного действия) расходование реагентов непрерывно компенсируется подачей сырья, в результате чего кинетическая кривая принимает 5-образную форму для простой реакции или более сложную форму для системы реакций. [c.154]

Следует заметить, что мы рассматривали чрезвычайно простые реакции, проводимые в кубовом реакторе непрерывного действия. На практике приходится сталкиваться со значительно более сложными реакциями (подобными описанным Хофтайзером и Цвитерин-гом ), с процессами в трубчатых ректорах с теплообменом. Однако даже при использовании упрощенных уравнений скоростей качественный анализ влияния побочных реакций с тепловым эффектом [c.146]

Применение двух последних уравнений очень просто, если они используются для изз чения процесса в небольшом кубовом реакторе непрерывного действия при заданном составе исходной смеси и проду1 ов. [c.208]

Трубчатый реактор непрерывного действия является высокр-лроизводительным окислительным аппаратом, обеспечлзающим. получение битумов в широком ассортименте и с улучшенными показателями качества по сравнению с битумами, полученными на других аппаратах из того же вида сырья. Трубчатый реактор при получении любой марки битума характеризуется низким содержанием кислорода в газах окисления, что обеспечивает его безопасную эксплуатацию, прост в аппаратурном оформлении и легко поддается автоматизации. Трубчатый реактор рекомендуется применять в крупнотоннажном производстве широкого ассортимента битумов. [c.107]

Неоднократно упоминавшийся этаналь, или уксусный альдегид, — важнейший промежуточный продукт в химической технологии, основанной на использовании карбида кальция. Его можно превратить в уксусную кислоту, спирт или же в бутадиен — исходное вещество для получения синтетического каучука. Сам этаналь производится в промышленности путем присоединения воды к этину. В ГДР на комбинате синтетического бутадиенового каучука в Шкопау этот процесс осуществляется в мощных реакторах непрерывного действия. Сущность процесса заключается в том, что этин вводится в нагретую разбавленную серную кислоту, в которой растворены катализаторы — соли ртути и другие вещества . Поскольку соли ртути очень ядовиты, мы не будем сами синтезировать этаналь нз этина. Выберем более простой способ — осторожное окисление этанола. [c.142]

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]

Приведенные в предыдущих разделах зависимости установлены для прямопроточных условий. Внутреннее перемешивание в непрерывно действующих реакторах влечет за собой наряду с общим торможением процесса (см. п. 4, 5 главы II) изменение соотношения выходов продуктов последовательных превращений, не влияя на простые и параллельные реакции 2. [c.193]

Реакторы для проведения процессов в системе газ— жидкость копируируются главным образом по принципу абсорбционных аппаратов, имеют большой объем, относительно просты и легки в эксплуатации. Про-мьшшенные реакторы для системы газ— жидкость являются аппаратами непрерывного действия реже используются реакторы иолупериодического действия, [c.583]

Чтобы найти результаты процесса при больщом изменении состояния системы, т. е. для реактора в целом, требуется- решение дифференциальных уравнений скорости от начального до конечного состояния системы. Это решение различно для разных типов химических реакторов. Каждый реактор характеризуется своим математическим уравнением, совместное решение которого с дифференциальными уравнениями скорости и теплопередачи дает возможность решить поставленную задачу. Это наиболее просто достигается для идеальных химических реакторов. Существует три типа идеальных реакторов их классификация основана на структуре потока реакционной массы. Один из них — периодический, а два других — непрерывного действия идеального вытеснения и полного смешения. [c.220]

ВО время реакции, что особенно характерно для реакций в системе газ — жидкость. Тогда. реактор называют полупериодиче-ским. Чаще всего преимущество имеют непрерывно действующие реакторы. Это объясняется стационарностью параметров их работы, более простым обслуживанием и управлением, лучшей возможностью автоматизации шроизводства и как следствие более высокой производительностью труда. Сравним удельные производительности реакторов полного смешения и идеального вытеснения, соотношение которых будет равно [c.318]

Конструкции твердотельных реакторов. Для проведения простого твердофазного синтеза и большинства СВС-процессов применяют камерные печи периодического действия, туннельные и вращающиеся печи непрерывного действия. В качестве нагревательных элементов используются металлические сплавы высокого сопротивления, карбвд-кремниевые, дисилицидмолибденовые и др. нагреватели. [c.631]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология