Концентрации реагентов в проточных

Повышение концентрации реагентов в реакционной зоне совмещенного процесса способствует также увеличению избирательности химического процесса, если имеются параллельные побочные реакции, так как в этом случае есть возможность достигнуть той же скорости основной реакции, что, например, и в простых проточных или периодических реакторах, но ири более низкой температуре. Увеличение селективности процесса за счет этой дополнительной возможности будет тем больше, чем больше различие в температурных коэффициентах скорости основной и побочных реакции. [c.190]

Полунепрерывные (полупериодические) проточные реакторы. Такой реактор представляет собой обычный смеситель. Часть реагентов загружают в аппарат одновременно, а остальные постепенно по мере протекания процесса продукты удаляются по окончании реакции. Этот метод работы особенно удобен в том случае, когда реакция сопровождается значительным тепловым эффектом, так как скорость реакции можно легко изменить путем уменьшения концентрации одного из реагентов и поддерживать нужный температурный режим регулированием теплообмена. Данный метод целесообразно применять также при наличии высоких концентраций реагентов, (что может привести к образованию нежелательных побочных продуктов) или когда один из ингредиентов является газом с ограниченной растворимостью, так что его можно подавать в реактор только со скоростью, равной скорости его растворения. [c.116]

Безградиентные реакторы — проточные аппараты полного смешения, которое обеспечивается мешалками или циркуляционными контурами. В указанных аппаратах концентрации реагентов одинаковы по всему объему. Поэтому скорость процесса определяется как количество вещества, прореагировавшего в единицу времени в единице объема реактора. [c.35]

Графическое решение уравнений (VI, ) и (VI,2) представлено на рис. VI- . Пользуясь этими графиками, можно быстро сопоставить характеристики проточного реактора идеального смешения и реактора идеального вытеснения. При одинаковых скоростях подачи исходных веществ и одинаковых значениях концентраций реагентов на входе в реактор ординаты графиков позволяют непосредственно вычислить отношение объемов проточного реактора идеального смешения и реактора идеального вытеснения для некоторой заданной степени превращения. [c.133]

В реакторе идеального вытеснения концентрация веществ постепенно изменяется по мере прохождения через аппарат в проточном реакторе идеального смешения концентрация веществ снижается сразу до величины, которая соответствует составу потока, выходя-ще.му из реактора. Поэтому для реакций, скорость которых зависит только от концентрации реагентов, т. е. для реакций -го порядка при > О, реактор идеального вытеснения более эффективен, чем проточный реактор идеального смешения. [c.144]

В табл. 24 приведены характеристики реакторов идеального вытеснения и проточных реакторов идеального смешения при различных концентрациях реагентов. Важно отметить, что уравнение (VI,13) не позволяет определить условия обеспечения равной производительности различных единичных реакторов. Это положение иллюстрируется примером У1-6. [c.153]

При исследованиях реакторов из уравнения (V. 1) вычисляют к. Для процесса кристаллизации к определяется скоростью реакции между компонентами раствора (скоростью зарождения кристаллов) и скоростью роста кристаллов, зависящей от температуры и степени перемешивания. От температуры и интенсивности перемешивания зависят, в частности, размеры выпадающих кристаллов и возможность их выделения из раствора фильтрованием или другими способами. В реакторах периодического действия концентрации реагентов изменяются во времени [см. уравнение (11.42)], также как и в проточных аппаратах вытеснения по вы- [c.192]

Если тепловыми эффектами в данной системе можно пренебречь, то изотермический проточный реактор с перемешиванием, в котором состав реакционной смеси определяется двумя концентрациями (например, концентрацией реагента y и концентрацией продукта Св), будет представлен уравнениями [c.22]

Есть различия в характере изменения скоростей процессов в зависимости от режима работы реактора. В реакторах с периодической загрузкой новой порции реагентов и отводом продуктов реакции концентрации реагентов и скорость процесса уменьшаются по мере его осуществления. По длине непрерывнодействующего проточного реактора идеального вытеснения наблюдается аналогичная зависимость. Что касается реакторов идеального смешения, то концентрации в них реагирующих веществ и продуктов поддерживаются почти постоянными от зоны загрузки до зоны выгрузки массы из аппарата. [c.196]

В случае газообразного состояния обоих реагентов называется временем смесеобразования. В случае гетерогенного- горения является временем транспортировки газообразного рабочего вещества из объема с исходной начальной концентрацией (в проточной части) к твердой поверхности горения. [c.73]

Сопоставление кинетич. ур>-ний с опытными данными выполняют по-разному в зависимости от типа реактора. При использовании загрузочного реактора периодич. действия, являющегося замкнутой системой, кинетич. ур-ние интегрируют по времени, обычно используя приближение квазистационарности. В проточном трубообразном реакторе осуществляется стационарная р-ция кинетич. ур-ние интегрируют по объему слоя катализатора, обычно в приближении режима идеального вытеснения, т.е. предполагая, что скорость движения объемной фазы одинакова по всему сечению реактора и можно пренебречь продольной диффузией. Надобность в интегрировании и в указанных упрощающих предположениях отпадает при использовании без-градиентных реакторов, позволяющих измерять непосредственно скорость р-ции при данных концентрациях реагентов и продуктов. [c.349]

По гидродинамическому режиму различают два предельных случая перемешивания реагирующих компонентов с продуктами реакции. Полное смешение представляет собой режим, при котором турбулизация столь сильна, что концентрация реагентов в проточном реакторе одинакова во всем объеме аппарата от ввода исходной смеси до места вывода продукционной смеси. [c.37]

Для реактора полного смешения, так же как для реактора идеального вытеснения, размер реактора, расход реагентов, начальные или конечные концентрации реагентов, степень превращения могут быть определены только при условии, если известна кинетика процесса. Характеристическое уравнение проточного реактора полного смешения для необратимой реакции любого порядка, [c.87]

Следовательно, в данном случае концентрация реагента А для достижения высокой селективности по продукту В должна быть возможно меньшей. Наименьшее значение Сд можно поддерживать, используя проточный реактор полного смешения. Величина Сд снижается также разбавлением реагентов, поступающих в реактор, например введением в поток инертных веществ или же использованием рецикла, т. е. возврата значительного количества полученных продуктов на вход в реактор. Снижение давления при проведении газовых реакций также представляет собой способ уменьшения концентрации исходных реагентов. Если основная и побочная реакции имеют один порядок, уравнение (III.66) будет иметь вид [c.99]

В проточном реакторе полного смешения мгновенно устанавливается постоянная концентрация реагентов, и, следовательно, А = Ак т. е. конечной степени превращения. Поэтому зависимость между выходом продукта, селективностью и степенью превращения выражается уравнением [c.101]

Произведем интерпретацию полученного решения. В проточном реакторе идеального смешения т = Vp/Ko - фиксированная величина для данного реактора. Концентрации реагентов одинаковы во всех его точках и равны С, а на входе - Со- Это означает, что на входе происходит скачок концентраций от Со до С (реально область перехода от Со до С настолько мала, что ею можно пренебречь). В таком представлении распределение концентраций в координатах С - т является ступенчатой линией. На рис. 2.51 такие зависимости приведены при различных значениях т, т. е. или в реакторах разного объема Vp, или в одном реакторе при разной нагрузке Vq. Соединив конечные" точки проведенных ломаных линий, как показано на рис. 2.51, получим кривую С(т) как графическое отображение формулы (2.152) [или (2.150) в общем случае]. Поэтому [c.123]

При протекании реакции концентрации действующих веществ непрерывно меняются, поэтому при планировании эксперимента в качестве факторов берут начальные концентрации реагентов, а в качестве, отклика—начальные скорости реакции. Для определения последних обычно проводят графическое или численное дифференцирование начальных участков кинетических кривых или обрабатывают данные, полученные на проточно-циркуляционных установках. [c.252]

Предельный характер распределения концентраций реагентов и продуктов реакции в проточных системах достигается, как известно, в аппаратах идеального вытеснения и полного перемешивания. Применительно к псевдоожиженным системам, в зависимости от гидродинамической обстановки и высоты слоя, можно выделить три области, соответствующие различным режимам псевдоожижения [405] [c.607]

Для устранения недостатков обычных реакторов проточного метода нами предложена конструкция блочного многоканального изотермического реактора, моделирующего промышленный конвертор, с длиною слоя катализатора 150—300 см. Благодаря высокой теплопроводности металла, из которого изготовлен блок, поддерживается изотермичность по длине и сечению слоя катализатора. Условия катализа в реакторе соответствуют методу идеального вытеснения. Возможность определения концентрации реагентов в десяти точках по длине слоя катализатора позволяет получить вид кинетического уравнения и решать задачи оптимизации. Кроме того, разработана конструкция блочного капсульного однорядного реактора метода идеального вытеснения, предложенного М. И. Темкиным с сотрудниками [3, 4]. Реактор представляет собой металлический блок, размером 7X7 см, с семью каналами, в которые помещаются капсулы из того же металла. В каналах капсул в один ряд располагаются зерна исследуемого контакта и теплоносителя. В однорядном слое контакта контролируется изотермичность и определяются градиенты концентраций, что позволяет определять вид кинетических уравнений. [c.102]

Всякий статический метод, очевидно, является интегральным, так как в периодическом процессе может быть измерено только изменение концентрации вещества за какой-либо период времени, причем условия процесса в течение этого периода не могут оставаться постоянными. Проточные интегральные и дифференциальные реакторы представляют собой не что иное, как реакторы соответственно идеального вытеснения и идеального смешения, рассмотренные в гл. V. В проточном реакторе идеального смешения (безградиентном) концентрации реагентов и температура повсюду одинаковы и постоянны во времени, и скорость образования любого вещества, отнесенная к единице объема зоны реакции, равна, согласно (V.47), разности между действующей и исходной концентрациями этого вещества, деленной на среднее время контакта. Математическая обработка экспериментальных данных, полученных на дифференциальном реакторе, ведущая к искомым кинетическим зависимостям, таким образом, максимально упрощается, что является важнейшим преимуществом аппаратов этого типа. Наряду с аппаратами идеального смешения, работающими с принудительным перемешиванием или рециркуляцией реакционной смеси, дифференциальные (безградиентные) реакторы могут представлять собой приточный аппарат, работающий при очень малых степенях превращения. Во всех этих случаях (в последнем — с мень- [c.344]

Такие исследования могут быть успешно проведены в реакторе проточно-циркуляционного типа, используя описанный выше метод нахождения оценок показателей степени для моделей степенной формы (гл. II, 3). Для этого следует определить все эффективные порядки (показатели степени) по реагентам, например, при одних и тех же значениях начальных концентраций реагентов, вводимых в цикл реактора для различных значений условного времени контакта, температуры или любого другого параметра, влияющего на величину Z и т. п. [c.93]

Факторами, которые влияют на флокуляцию практически одинаково в лабораторных и производственных условиях, являются время реакции (время пребывания), распределение энергии перемешивания, свойства раствора и концентрация реагентов. При этом, поскольку сопоставляются непроточная и проточная системы, сравнение времени пребывания оказывается затруднительным. Сложно определить и средний расход энергии на перемешивание на единицу объема реактора в процессах, зависящих от потока. Трудно также количественно отразить пристеночные эффекты, концентрационные флуктуации и градиенты концентрации. Можно ли пренебречь этими эффектами во все моменты времени, будет выяснено лишь после тщательной оценки конкретной ситуации. [c.175]

Несколько сложнее обстоит вопрос с влиянием внутри-реакторного перемешивания на скорость реакции и степень превращения в проточных условиях. При достаточном количестве катализатора скорость определяется концентрацией реагентов. При очень тонком диспергировании газа в жидкости концентрация этилена могла бы меняться по закономерности полного вытеснения, поскольку этилен движется через жидкую фазу только в одном направлении, однако из-за несовершенства газораспределения часть этилена проскакивает через жидкость в виде крупных пузырей, что сильно снижает степень его превращения. В рассматриваемых условиях значительного избытка бензола снижение рабочей концентрации его из-за внутри-реакторного перемешивания и из-за проскока части бензола в известной мере компенсируется большим избытком бензола. В итоге в этом процессе внутриреакторное перемешивание не вызывает существенного снижения скорости реакции и степени превращения. [c.30]

Задача состоит в том, чтобы вывести уравнение неразрывности для потока, в котором протекает химическая реакция, и установить зависимость изменения концентрации реагентов от времени для проточных реакционных систем [32]. [c.371]

Задачи оптимизации определяют методы прикладных лабораторных исследований. Перед экспериментатором ставится задача быстро и в широкой области исследовать кинетику процесса, которая в наиболее интересных случаях достаточно сложна. Суш ествуюш ие методы решения этой задачи не являются вполне удовлетворительными. Сейчас самым совершенным методом является получение кинетических зависимостей с помош ью проточно-циркуляционных установок или других схем, которые позволяют вести опыт в аппарате идеального смешения со стационарным режимом. При этом один опыт дает скорость процесса только в одной точке — при определенных (причем, неизвестных заранее) значениях концентраций реагентов и температуры. Полное изучение процесса требует большого объема однообразной экспериментальной работы. Поэтому неудивительно, что пока существуют лишь единичные процессы, кинетику которых можно считать в достаточной мере изученной. Мы не говорим уже о том, что медленность эксперимента не дает никакой возможности снять характеристики процесса, если они меняются во времени. [c.249]

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]

Использование каскада реакторов непрерывного действия позволяет понизить концентрации реагентов по ступеням и уменьшить общий объем системы не снижая выхода продукта. В слут чае бесконечного числа бесконечно малых реакторов непрерыв-ного действия с мешалками, объединенных в каскаде, система становится эквивалентной реактору периодического действия или проточному трубчатому реактору. [c.111]

Исследование гетерогенных химических реакций проводят в проточно-циркуляционных установках, представляющих собой реакторы с малой степенью превращения вещества С,- и с принудительной щирк ляцией реагентов. Режим циркуляции выбирается таким, чтобы в объеме реактора практически отсутствовали градиенты температуры и концентраций. В процессе проведения экспериментов изменяют начальные концентрации реагентов jo, время пребывания 0 остается постоянным. Скорость реакции по веществу С,- в проточно-циркуляционном реакторе определяется по формуле (X. 1,а), результаты экспериментов представляются таблицей соответствий ( . / = U 2,. .., п Я, = 1, 2,. .., d). [c.256]

Рассмотрим зависимость средней концентрации реагента от среднего времени пребывания в проточном аппарате идеального перемешивания, полученную для жидкофазной необратимой реакции второго порядка в условиях стабилизации начальной концентрации и температуры. Эта зависимость представлена на рис. X. 7, а. Для выяснения характера нестационарности кинетики найдем ряд значений функции и построим кривую F (D) (рис. Х.7, б). Применяя операцию обратного преобоазования Лапласа к аппроксими-рЗ ющему аналитическому выражению F(D) = 1/(0 + 1), находим по таблицам [11] коэффициент нестационарности (т) = ехр(—т). [c.278]

БЕЗГРАДИЕНТНЫЙ РЕАКТОР, лаб. прибор для измерения скоростей хим. р-ций проточный реактор, в к-ром концентрации реагентов и т-ра одинаковы по всему реакц. пространству, благодаря чему скорость р-ции определяется нанб. просто. Условия в Б. р. называют режимом идеального смешения. [c.245]

Таким образом, при проектировании и вычислении скорости процесса или количества продукта по уравнению (П.56) будут получаться одинаково точные результаты при определении ДСср по формулам (П.77) и (П.78). Необходимо применять одну и ту же формулу (П.77) или (П.78) как при определении ДСср по экспериментальным данным, так и при проектировании. Равенство (П.75) справедливо и для десорбции. Для десорбции обязательно С >С, поэтому в формулах, подобных (П.76) — (П.78), будут соответствующие разности С — С. При массопередаче в системах Г — Т, Г — Ж и Ж — Ж формулы для расчета движущей силы аналогичны (П.75) — (П.78). В многополочных аппаратах со взвешенным слоем и в барбота-жных колоннах комбинируются перекрестный ток на каждой полке с противотоком по высоте аппарата. При этом ДСср вычисляется по уравнению (П.77). Аппараты с перекрестным током обычно обеспечивают наивысшую интенсивность процесса вследствие одновременного повышения ДС, Р и й по сравнению с противотоком. Для режимов, близких к полному смешению (см. рис. 6), концентрации реагентов в проточных [c.63]

Реакторы периодического и непрерывного действия. Реакторы периодического действия работают при нестационарном технологическом режиме. При этом независимо от степени перемешивания реагирующих масс изменяются во времени не только концентрации реагентов, но и температура, давление, а соответственно и константа скорости процесса. Если периодический реактор работает в режиме полного смешения, то время, необходимое для достижения заданной степени превращения, рассчитывается по характеристическому уравнению (П1.57), которое совпадает с ха-, рактеристическим уравнением реактора идеального вытеснения (П1.18). Следовательно, если были бы возможны одинаковые условия проведения процесса в реакторах периодического действия и идеального вытеснения, то их объемы были бы равны между собой. Однако условия протекания процессов в промышленных проточных реакторах, как правило, лучше, чем в периодических. [c.96]

На принципе дифференциального реактора основаны проточноциркуляционные схемы с дополнительной турбулизацией потока (рис. 18, б). В такой системе практически нет градиентов концентрации в слое катализатора и в то же время обеспечивается более ощутимая разность между входной и выходной концентрациями реагента. В проточно-циркуляционной системе достигается полное перемешивание газового потока за счет циркуляции реакционной смеси через катализатор в замкнутом объеме при непрерывном поступлении и выводе газового потока (скорость циркуляции значительно превышает скорость поступления и вывода потока и обычно > 20). [c.83]

Для проточного реактора изие11ения концентраций реагентов вдоль поверхностей иеыбрапного катализатора в общем виде можно записать [c.204]

При измерении оптической плотности самозаписывающим фотометром в проточной кювете с толщиной фотометрируемого слоя 1 см реэкстракцию следует проводить 0,002—0,020 %-ным раствором арсепазо П1 или хлорфосфоназо П1. Использование раствора с более высокой концентрацией реагента связано с увеличением его расхода, а уменьшение концентрации ппже 0,002 - не рекомендуется, так как может привести к неполному связыванию содержащегося в растворе урана. Мы применили 0,015%-ный раствор арсеназо 1И с pH 3,0, содержащий 5 г/л монохлоруксусной кислоты и 10 г/л ее натриевой соли. [c.287]

В статических методах исследования проток реагентов через реакционный сосуд отсутствует и о течении реакции судят по ходу изменения во времени какого-либо кинетического параметра концентрации реагентов, давления, температуры. Для исследования газофазных процессов этот метод применяют в ограниченном количестве случаев — главным образом в экспериментах, требующих предварительной откачки и тренировки катализатора, а также для изучения реакций при пониженном давлении. С этой целью большей частью используют несколько видоизмененные обычные высоковакуу.мные установки, широко применяемые при исследовании гомогенных реакций [1, 2]. Ввиду значительного отличия условий протекания процесса в статических, особенно в вакуумных установках и в реальных промышленных аппаратах и, как следствие, затруднений в интерпретации и использовании лабораторных данных для прикладных кинетических исследований промышленных газофазных реакций статический метод обычно не применяется. Иначе дело обстоит для жидкофазных и газо-жидкофазных реакций, где статические (периодические) процессы довольно широко распространены в промышленности. Кроме того, в статических жидкофазных системах отличие условий работы катализатора от промышленных проточных установок большей частью не столь велико и может быть учтено расчетным путем. Поэтому статический метод весьма удобен для прикладных кинетических исследований жидкофазных гетерогенно-каталитических реакций, особенно процессов, идущих под повышенным давлением. [c.342]

Равновесная концентрация реагента или продукта может быть измерена в какой-либо одной точке трубки для наблюдения (метод одного наблюдения ). При этом измеренная концентрация соответствует определенному времени контакта. В серии опытов достигаются разные времена контакта путем варьирования скорости введения реагентов в трубку для наблюдения или путем измерения в разных точках вдоль трубки для наблюдения. И в этом случае наиболее удобными являются фотометрические методы, поскольку при изучении разных скоростей реакций можно выбирать различные точки для наблюдения вдоль трубки, достигая тем самым максимальной чувствительности без перестройки установки. Далциел [67] показал, что к проточной системе можно приспособить продажный спектрофотометр. Полезные сведения об экспериментальной методике можно найти в изложении недавнего исследования реакции Ре(1П)-8СК- [35]. [c.91]

Можно также измерить концентрацию реагентов и продуктов реакции в нескольких точках вдоль слоя и путем графического. дифференцирования определить эмпирическое кинетическое уравнение. При этом предполагается соблюдение в потоке газа в реакторе режима идеального вытеснения или поршневого течения газа, между тем, как показывает анализ особенностей проточного метода, поршневое тачание в шихте нао шавтся за счет наличия продольного перемешивания в слое и за счет стеночного эффекта. [c.192]