Жидкости химические превращения

Наиболее трудной и многоплановой оказалась проблема рационального применения топлив и масел в двигателях внутреннего сгорания, что связано со сложностью протекающих в двигателях процессов физико-химических превращений топлив и масел. Объективно появилось в сущности новое направление в науке и технике — теория и практика рационального применения топлив, масел, смазок и специальных жидкостей. В начале 60-х годов по предложению советского ученого К. К. Папок и инженера В. В. Никитина это направление было решено назвать химмотологией — производным от слов химия , мотор и логия (наука) [7]. [c.6]

Основными данными при решении задач технологического проектирования и оптимизации являются физико-химические и теплофизические данные. Они обычно представляются в трех формах — в виде таблиц, диаграмм и уравнений. Наиболее распространенным способом все-таки является аналитическое представление, допускающее непосредственный расчет соответствующих параметров при заданных входных условиях. В химической технологии, особенно для целей проектирования, к наиболее распространенным данным обычно относятся давление пара, теплота испарения, удельная теплоемкость, плотность, теплопроводность, вязкость, теплота реакций, данные по пожаробезопасности, поверхностное натяжение, фазовое равновесие (жидкость—пар, жидкость—жидкость, жидкость—жидкость—пар, жидкость—твердое вещество, твердое вещество—пар, растворимость), кинетика реакций химического превращения, полимеризации, растворимости и т. д. [c.177]

В этой главе из всего многообразия пленочных аппаратов рассмотрены в качестве примеров два вида кожухотрубчатые испарители со стекающей пленкой, применяющиеся для концентрирования маловязких термолабильных растворов, и роторные пленочные аппараты с шарнирно-закрепленными лопастями, предназначенные для высокого концентрирования растворов и проведения химических превращений в вязких жидкостях. [c.196]

Колонные аппараты, широко применяемые в химической технологии для проведения процессов контактного тепло- и массообмена, а также химических превращений, работают обычно в режиме встречного движения взаимодействующих потоков жидкостей, газов (паров) и зернистых материалов. При таком направлении потоков, как известно, наиболее полно используется движущая сила протекающих физических и больщинства химических процессов. [c.8]

Величина М равна отношению скорости потока жидкости к скорости потока газа. Эту величину можно принять близкой к единице (обычно Л = 1,3), В процессе химической абсорбции величину М можно взять меньше единицы, поскольку количество газа, которое может быть растворено в данном объеме жидкости, намного больше с, так как абсорбирующийся компонент претерпевает химическое превращение. [c.80]

Превращения в системе твердое тело — жидкость (газ). Превращения с участием газа или жидкости и кристаллической твердой фазы называются топохимическими, т. е. -процессы в этом случае сопровождаются возникновением или исчезновением твердых фаз. Можно указать много таких процессов, имеющих промышленное значение, например кристаллизация — выпадение осадков из растворов с одновременной химической реакцией, термическая диссоциация твердых тел и обратный ей процесс, восстановление окислов металлов, коррозионные процессы, сжигание твердого топлива и т. д. [c.258]

Достаточная (хотя и чрезмерно строгая) проверка может быть проведена и с помощью более простого расчета. Он состоит в определении концентрации растворенного газа на выходе жидкости из абсорбера при полном отсутствии химического превращения с последующей оценкой степени прохождения реакции в аппарате при условии, что концентрация во всех его точках столь же велика, как и на выходе. [c.186]

Когда масса жидкости находится при равновесии, условие практического отсутствия химического превращения в пленке, выражаемое приведенным выше уравнением (VHI,13), принимает вид [c.189]

Закономерности кинетики реакций в жидкостях имеют ряд особенностей, отличающих их от более простых законов кинетики газовых реакций. В данной главе будут рассмотрены общие принципы кинетики химических реакций в жидкостях для относительно простого случая гомогенных химических реакций и вытекающие из них следствия, полезные для феноменологического описания процессов химического превращения в жидкостных реакторах. Более детальное изложение кинетики гомогенных химических реакций в жидкой фазе дано в монографиях [1] и [2]. [c.27]

Пленочные аппараты применяются при вакуумной ректификации для отгонки из жидкости легколетучих компонентов, для концентрирования термолабильных и кристаллизующихся растворов и для проведения химических превращений в системах газ— жидкость. Они отличаются малым сопротивлением по паровой (газовой) фазе, отсутствием гидростатической депрессии, высокими значениями коэффициентов тепломассообмена. [c.196]

Если химическое превращение в системе газ — жидкость описывается стехиометрическим уравнением вида [c.268]

При диффузионном режиме реакции, когда Ржа С К хУп и концентрация вещества в объеме жидкости Хв = О, скорость химического превращения [c.268]

Электрохимические процессы. Протекание электрического тока в жидкостях приводит к сложным явлениям в объеме и на электродах, одним из которых являются химические превращения, которые можно целенаправленно использовать для получения продуктов. [c.186]

Химическое производство представляет собой иерархическую структуру по горизонтали подготовка сырья, химическое превращение и выделение продуктов. Каждая из стадий может содержать произвольное количество разнородных процессов, отличающихся природой определяющих явлений, а именно а) гидродинамические процессы перемещение жидкостей и газов в аппаратах и трубопроводах получение и разделение неоднородных систем газ— жидкость (туманы), газ—твердое вещество (пыли), жидкость — твердое вещество (суспензии), жидкость—жидкость (эмульсии) [c.80]

Химическое производство представляет собой иерархическую структуру по горизонтали подготовка сырья, химическое превращение и выделение продуктов. Каждая из стадий может содержать произвольное количество разнородных процессов, отличающихся природой определяющих явлений, а именно а) гидродинамические процессы перемещение жидкостей и газов в аппаратах и трубопроводах получение и разделение неоднородных систем газ - жидкость (туманы), газ - твердое вещество (пыли), жидкость - твердое вещество (суспензии), жидкость -жидкость (эмульсии) б) тепловые процессы кипение, испарение и конденсацию, выпаривание в) диффузионные процессы экстракцию, абсорбцию, адсорбцию, кристаллизацию, мембранные, ректификацию и т. д. г) химические процессы химические превращения в реакторах д) биохимические процессы биохимические превращения в реакторах, аэротенках и т. д. [c.15]

При втором способе полная величина поглощенной энергии равна соответствующей величине энергии при непрерывном освещении всей реакционной массы. Однако в случае применения второго способа, особенно при относительно небольших скоростях про- кания жидкости через колонку, интенсивность облучения массы Дольше, и, следовательно, процесс химического превращения про- [c.175]

Долю испаренного сырья и количество растворенных газов нужно определять, строя диаграммы равновесия жидкость — пар. Кроме вышеперечисленных факторов парциальное давление водорода на выходе из реактора зависит еще от перепада давления по слою катализатора, определяющего давление на выходе, и от расхода водорода на химические превращения. [c.124]

В химической и смежных с ней отраслях промышленности сейчас появилось много различных реакторов, предназначенных для осуществления химических превращений в системах газ—жидкость. В нарастающем темпе проводятся исследования и разработка новых конструкций этих аппаратов. При такой ситуации назрела необходимость привести в определенную систему все разнообразие газожидкостных реакторов, что позволило бы специалистам, работающим в этой области, выступать с единых терминологических позиций. [c.6]

Аппаратам с пленочным течением жидкости до сих пор уделялось мало внимания как химическим реакторам. Однако в ряде случаев они оказываются наиболее приемлемыми устройствами для проведения химических превращений в системах газ—жидкость. Прежде всего это относится к случаям быстрых реакций, когда объемное соотношение расходов газа и жидкости, участвующих в реакции, очень велико, т. е. когда мала концентрация реагирующего компонента в газовой фазе. Например, при озонолизе углеводородов концентрация озона в воздухе не превышает 2% и для обеспечения материального баланса реакции в непрерывно действующий аппарат воздуха необходимо подавать примерно в 1000 раз больше, чем жидкости. При таком соотношении равномерное распределение газа и жидкости по сечению аппарата может быть обеспечено только за счет создания пленочного течения жидкой фазы. [c.13]

Реактор с восходящей пленкой жидкости можно рекомендовать для проведения химических превращений, протекающих в диффузионном режиме, когда скорость процесса лимитируется массопередачей. Интенсивность массопередачи в РПВ в несколько раз выше, чем в аппаратах со стекающей пленкой. [c.15]

Расчет величины Q по уравнению (П.28) упрощается стационарностью энергетического баланса в реакторах непрерывного действия. Для аппаратов группы РБ и РМ скорость реакции неизменна и определяется конечной концентрацией реагирующих веществ. Это положение допустимо также и при тепловом расчете реакторов группы РП. Хотя по жидкой фазе они близки к аппаратам идеального вытеснения, но в силу малого времени пребывания в них жидкости и протекания реакции преимущественно в диффузионной области скорость химического превращения в этих аппаратах можно считать неизменной во времени. [c.26]

Основные закономерности химических превращений в системе газ—жидкость [c.31]

В реальных аппаратах с протоком жидкости существенную роль в химическом превращении играет турбулентный перенос вещества. [c.34]

Кинетика химических превращений в присутствии твердого катализатора осложняется тем, что появляется дополнительное диффузионное сопротивление пристенного слоя жидкости, омывающей твердые частицы. Массоперенос вещества из жидкости к поверхности одиночной сферической частицы описывается уравнением (II.65). Если поток жидкости проходит через неподвижный слой зернистого материала, то структура уравнения, очевидно, не должна претерпевать существенных изменений, только за характерный линейный размер следует принимать не диаметр частицы, а эквивалентный диаметр межзерновых каналов. С учетом этой особенности исследователями [126] в результате обобщения многочисленных опытных данных были получены следующие уравнения, характеризующие массоперенос вещества в гомогенной жидкости [c.75]

Стремясь к увеличению рабочего объема газлифтного реактора и используя с этой целью его межтрубное пространство для циркуляции жидкости, не следует забывать и об увеличении объема зон барботажа, где непосредственно протекает химическое превращение. Это условие обеспечено в конструкции реактора, показанного на рис. 44. [c.82]

Выбор при конструировании газлифтного трубчатого реактора оптимального отношения Г = / //ц имеет существенное значение. Увеличивая конструктивный параметр Г, т. е. суммарную площадь сечения барботажных труб, мы увеличиваем реакционный объем аппарата (объем барботажной зоны). Но при этом, как следует из уравнения (1У.26), уменьшается скорость циркуляции жидкости и ухудшаются условия массопереноса реагирующего вещества из газа в жидкость. Исследования кинетики химического превращения в газлифтных трубчатых реакторах показали, что оптимальным является Г = 1. [c.98]

Диспергирование жидкостей в газлифтных реакторах. Высокие скорости циркуляции жидкости в газлифтных трубчатых реакторах создают хорошие условия для проведения в них химических превращений в двухфазной системе жидкость—жидкость, через которую барботирует участвующий в реакции газ. [c.103]

Для ряда последующих химических превращений, особенно в процессах получения блоксополимеров, представляют интерес низкомолекулярные полиамиды, получаемые поликонденсацией жирных кислот, содержащих две и более карбоксильные группы с диаминами, взятыми в некотором избытке. Олигополиамиды представляют собой хрупкие массы с температу рой размягчения от 45 до 85 С или густовязкие жидкости Химические превращения полиамидов. При действии на полиамиды разнообразных реагентов происходит разрущение макромолекул полимера. Известны лишь немногие химические превращения, которые можно осуществить без нарушения длины цепи полиамида. Такие реакции связаны с замещением атома водорода в амидных группах. [c.507]

Расчет реакторов с сегрегированным потоком. В реакторах для проведения процессов в гетерогеннь1х системах часто можно различить непрерывную и диспергированную (зерна твердого тела, капли жидкости, газовые пузырьки) фазы. При движении через реактор каждый элемент диспергированной фазы полностью или частично сохраняет свои особенности, и с учетом проходящего в нем химического превращения такой элемент можно рассматривать как микрореактор периодического действия. Движение диспергированной фазы является частным случаем сегрегированных потоков. Обычно сегрегированный поток определяется как движение отдельных элементов жидкости (газа) или твердого тела, полностью изолированных друг от друга с точки зрения массообмена. [c.329]

Во всех полученных выше уравнениях комплекс М = 0А 11к1 является мерой соотношения между количеством растворенного газа, которое реагирует в диффузионной пленке близ поверхности, и количеством его, достигающим массы жидкости в непрореагировавшем состоянии. Если Ж = О, то уравнения (У, 18), (У,23) и (У,36) становятся идентичными уравнению (У, 1) для физической абсорбции, когда растворенный газ диффундирует от поверхности в массу жидкости, не подвергаясь по пути химическим превращениям. [c.114]

R ama handranP. A.,Sharma М. М., hem. Eng. S i., 25, 1743 (1970) . Одновременная абсорбция двух газов А и В, сопровождаемая быстрым необратимым химическим превращением А в В, причем последний растворим в жидкости, но не реагирует с ней (анализ уменьшения скорости абсорбции В в присутствии А применительно, например, к совместной абсорбции водой двуокиси углерода и фосгена, дающего при гидролизе Oj). [c.287]

Газожидкостные реакторы предназначены для осуществления химических превращений в жидкости, в объем которой из газа вносится один или несколько реагирующих компонентов. Чаще этим компонентом является труднорастворимый газ, когда сопротивление массопереносу сосредоточено в жидкостном слое вблизи границы раздела фаз. Из всего разнообразия газожидкостных реакторов здесь будут рассмотрены наиболее распространенные реакторы-котлы с механическим диспергированием газа в жидкости, барботаж-ные колонны и газлифт-ные кожухотрубчатые реакторы. Газожидкостные реакторы-котлы отличаются от аппаратов, рассмотренных в 9.1, тем, что под перемешивающим устройством установлен барботер для введения в аппарат газа и предварительного его диспергирования (рис. 9.8). В качестве перемеши- [c.265]

Звукохимические процессы. Уже в ранних исследованиях взаимодействия ультразвуковых волн с жидкостями было обнаружено, что такое взаимодействие сопровождается химическими превращениями. Впоследствии это направление науки было названо звукохимией [22]. [c.184]

Гетерогенные реакции сопровождаются транспортными явлениями внутри фаз и между ними. Это реакции в системах газ— жидкость, жидкость—жидкость, газ—твердое тело, жидкость— твердое тело, газ—жидкость—твердое тело (катализатор), причем они могут протекать в сплошной, дисперсной фазе или одновременно в обеих фазах. Совокупность факторов, которые необходимо учитывать при проектировании гетерогенных реакторов, весьма обширна и разнообразна в зависимости от фазового состояния реагентов и продуктов реакции, их аппаратурного оформления. Поскольку химическому превращению предшествует стадия транспортирования вещества из фазы в зону реакции и отвод продуктов реакции, скорость протекания собственно химического взаимодействия будет определяться соотношением скоростей химического превращения и массоиереноса, и в зависимости от превалирования одной из составляющих она будет протекать или в диффузионной, или в кинетической области. Отсюда следует важность обеспечения необходимых условий массоиереноса за счет гидродинамических факторов, т. е. состояния фаз, а также за счет аг-J)eгaтнoгo состояния реагентов (например, распределения частиц -ПО размерам в случае реакций с твердой фазой). [c.82]

Биохимические процессы в основе осуществляют превращение Одной субстанции в другую с помощью живых клеток, однако более рационально и экономично, чем химическое превращение. И в основе их описания широко используется математический аппарат описания многофазных химических реакторов. Ферментационная среда представляет собой многофазную систему, содержащую пузырьки газа (аэрирующий газ — источник кислорода), питательную жидкость и квазитвердую фазу (клетки — продуценты биомассы). Гидродинамика такой системы чрезвычайно сложна, поэтому чаще всего анализ структуры потоков сводится к псевдогомоген-ной системе (водная фаза — клетки). Но даже и в общем случае модели структуры потоков и массопереноса, полученные для процессов химического превращения, с учетом характерных особенностей могут быть использованы при исследовании биохимических реакторов [1, 50, 511. [c.141]

Перекрестная технологическая связь (см. рис. 1-8, д) обеспечивает более эффективное использование энергии ХТС. Так, тепло газообразных продуктов химической реакции или отходящих газов можно использовать для предварительного нагрева сырья, поступающего в технологический оператор химического превращения. В ХТС, где технологические процессы протекают при высоких давлениях, для снижения расхода электрической энергии, преобразуемой в механическую, вводят перекрестные связи это позволяет использовать энергию сжатых газов или жидкостей, находящихся под давлением. [c.29]

Уравнения (1.76)—(1.79) могут служить основой для описания многих технологических процессов, протекающих в дисперсных средах, где имеют место явления тепло- и массообмена совместно с химическими превращениями. Эти уравнения, как и вся система уравнений (1.66), являются результатом фенсменологического подхода к описанию движения взаимопроникаюпщх континуумов. Коэффициенты переноса, входящие в эти уравнения, определяются либо экспериментально, либо, если это возможно, рассчитываются теоретически или полуэмпирически на основе молекулярно-кинетической теории газов и жидкостей. Таким образом, целесообразно комбинировать феноменологический и статистический подходы для описания процессов, протекающих в многофазных, многокомпонентных средах. [c.67]

В реакторе с потоком вязкой жидкости режим пдеального вытеснения возможен при эффективном радиальном массопереносе. Это наблюдается, например, при ламинарном потоке через изогнутые трубы (см. стр. 109). Ховарка и Кендолл Ь2 показали, что за счет установки перегородок внутри трубчатого реактора удается увеличить конверсию при протекании реакций второго порядка в ламинарном потоке. При химическом превращении высоковяаких материалов вязкость потока зависит от степени превращения. Вследствие того, что в таких системах вязкость около стенок трубы очень высока, большая часть загрузки проходит через центральную часть трубы, и может возникнуть значительная поперечная циркуляция. [c.102]

Дисперсный поток с химической реакцией. Поведение основных параметров двухфазного дискретного потока в канале с хи-мР1ческой реакцией испаряющегося компонента имеет ряд особенностей по сравиепню с чистым пспарением дискретной фазы. Для экзотермических реакций эти особенности связаны с выделением тепла п наличием подготовительных процессов, предшествующих химическим превращениям. На рис. 7 даны расчетные профили температуры потока по длине канала нри различных расходах жидкой фазы. Увеличение расхода жидкости при равных остальных параметрах приводит к более сильному охлаждепиго потока в зоне подготовительных процессов и увеличению объема полного превращения жидкой фазы. [c.78]

Реакторы с мешалкой в циркуляционном контуре считаются наиболее эффективными аппаратами для проведения химических превращений в системах газ—жидкость. Однако вследствие сложности конструкции, особенно узла герметизации ротора привода вала мешалки, низкого к. п. д. электродвигателя с экранирующей гильзой и ограничений по теплосъему аппараты большой емкости пока не получили широкого распространения в промышленности. [c.13]

Эффективность химических превращений в системах газ—жидкость зависит не только от скорости химической реакции, но и от условий тепло-массообмена, определяемых в первую очередь гидродинамическим состоянием системы. Поэтому прежде, чем переходить к детальному анализу различных типов барботажных реакторов, рассмотрим основные закономерности гидродинамики, теп-ло-массопереноса и кинетики химических превращений при барбо-таже газа через жидкость. [c.17]

Для осуществления химических превращений как в диффузионном, так и в кинетическом режимах применяются колонны с затопленной насадкой. Причем эта насадка может быть неподвижной, выполненной из керамических колец, или подвижной, представляющей собой полые шары со среднёй плотностью, почти не отличающейся от плотности жидкости. В колоннах с неподвижной насадкой труднее осуществить равномерность отвода реакционной теплоты из всего объема аппарата, так как перенос жидкости в радиальном направлении затруднен насадочными телами, вследствие чего, несмотря на наличие продольной циркуляции жидкости, в зонах расположения теплообменных элементов возможны локальные переохлаждение или перегрев жидкости. В этом 44 [c.44]